Osmotic stress induced by polyethylene-glycol alters macronutrient concentrations in sugarcane (Saccharum spp.) plants in vitro

English. The potential capacity of plant roots to absorb water and nutrients generally declines in osmotic-stressed plants, presumably because of a reduction in the nutrient element demand, and such decrease varies among plant genotypes. In order to investigate the effect of the osmotic stress caused by polyethylene-glycol 6000 (PEG) on the macronutrient concentration in sugarcane (Saccharum spp.) in vitro, we established a factorial experiment with a completely randomized distribution. Study factors were variety (Mex 69-290 and CP 72-2086) and PEG in the nutrient medium (0, 3, 6 and 9 %, to generate osmotic potential corresponding to -0.18, -0.45, -0.65 and -0.80 MPa, respectively), which resulted in eight treatments, with five replicates each. The experimental unit consisted of a 500 mL flask, with 50 mL liquid MS medium, and three sugarcane plantlets each. Results were analyzed using an analysis of variance and means were compared using the Tukey test (p≤0.05). Plants were harvested 20 and 30 d after treatment (dat). In both varieties at 20 dat no effect on K, Ca, Mg and S concentrations was observed; however, N was lower in CP plants and P diminished in Mex plants. A different response was observed 30 dat with N, K, Ca, Mg and S concentrations higher in Mex plants, whereas P showed no differences between varieties due to the osmotic stress imposed by PEG. As for the osmotic stress, since PEG concentrations decreased in the nutrient medium, N and Ca concentrations diminished 20 dat, whereas N and K concentrations were lower 30 dat. Interaction between variety and osmotic stress showed highly significant effects on most minerals, with N and Ca being the most affected. In general, Mex 69-290 plants showed higher nutrient concentrations than CP 72-2086 plants under our experimental conditions.

Spanish; Castilian. La capacidad potencial de las raíces de las plantas para absorber agua y nutrimentos generalmente disminuye cuando éstas son sometidas a estrés osmótico, probablemente debido a un decremento en la demanda nutrimental, y tal disminución varía entre genotipos. A fin de investigar el efecto del estrés osmótico ocasionado por polietilenglicol (PEG) en la concentración de macronutrimentos en caña de azúcar (Saccharum spp.) in vitro, se estableció un experimento factorial con distribución completamente al azar. Los factores de estudio fueron variedad (Mex 69-290 y CP 72-2086) y PEG en el medio de cultivo (0, 3, 6 y 9 %, para generar potenciales osmóticos de - 0.18, - 0.45, - 0.65 y - 0.80 MPa, respectivamente), con lo que se obtuvieron ocho tratamientos, con cinco repeticiones cada uno. La unidad experimental consistió en un frasco de 500 mL de capacidad, con 50 mL de medio de cultivo MS líquido, y tres plántulas de caña de azúcar cada uno. Los resultados se analizaron con un análisis de varianza y prueba de comparación de medias por Tukey (p≤ 0.05). Las plantas se cosecharon 20 y 30 días después de aplicados los tratamientos (dat). En ambas variedades no se observaron efectos de los tratamientos en las concentraciones de K, Ca, Mg ni S; 20 dat pero la concentración de N fue menor en plantas CP, y la de P disminuyó en plantas Mex. Una respuesta diferente se observó 30 dat con concentraciones mayores de N, K, Ca, Mg y S en plantas Mex, en tanto que la concentración de P no mostró diferencias entre variedades debidas al estrés osmótico inducido por PEG. En cuanto al estrés osmótico, al disminuir las concentraciones de PEG en el cultivo, las concentraciones de N y Ca disminuyeron 20 dat, mientras que las de N y K se redujeron 30 dat. La interacción entre variedad y estrés osmótico mostró efectos altamente significativos para la mayoría de los nutrimentos, N y Ca fueron los más afectados. En general, las plantas de Mex 69-290 mostraron concentraciones mayores de nutrimentos que las de CP 72-2086, en las condiciones experimentales aquí probadas.