Estudio integral de la respuesta de Medicago sativa L. (alfalfa) a condiciones de estrés destinados a aumentar la persistencia de alfalfares

Abstract

La alfalfa es una leguminosa de gran importancia económica, ampliamente cultivada por su alto valor nutricional, contenido de vitaminas y minerales, y excelente palatabilidad, que la convierten en un forraje ideal para el ganado. Con cerca de 3 millones de hectáreas cultivadas, Argentina es uno de los principales productores a nivel mundial. Sin embargo, la creciente variabilidad climática —incluyendo sequías, altas temperaturas e inundaciones— afecta su producción y persistencia, generando pérdidas económicas significativas. El estrés hídrico, tanto por exceso como por déficit de agua, impacta fuertemente el rendimiento y la supervivencia del cultivo, alterando procesos esenciales como la fotosíntesis, la transpiración y la absorción de nutrientes. Esto compromete la seguridad alimentaria, la economía y la sostenibilidad ambiental, lo que resalta la necesidad de investigar y aplicar prácticas agrícolas adaptativas. En esta tesis se caracterizó la respuesta de tres cultivares de alfalfa, comunes en la región central de Santa Fe, sometidos a 14 días de anegamiento o sequía. Se evaluaron parámetros agronómicos, morfológicos, bioquímicos y moleculares, permitiendo establecer su grado de tolerancia o sensibilidad. La selección de cultivares más resistentes es clave para enfrentar los desafíos del cambio climático y mejorar el uso de los recursos forrajeros. Además, se realizó una caracterización de plantas transgénicas de Arabidopsis thaliana bajo estrés hídrico, con el objetivo de evaluar el rol del gen MsMDHAR de alfalfa en la tolerancia al estrés. Este enfoque busca aportar al mejoramiento genético de la alfalfa para enfrentar condiciones ambientales adversas.

Alfalfa is a legume of great economic importance, widely cultivated for its high nutritional value, rich in vitamins and minerals, and excellent palatability, making it an ideal forage for livestock. With nearly 3 million hectares under cultivation, Argentina is one of the world’s leading alfalfa producers. However, increasing climate variability — including droughts, high temperatures, and floods — is affecting its productivity and persistence, leading to significant economic losses. Water stress, whether due to excess or deficit, strongly impacts crop yield and survival by altering key physiological processes such as photosynthesis, transpiration, and nutrient uptake. This jeopardizes food security, the economy, and environmental sustainability, highlighting the need for research and adaptive agricultural practices. This thesis characterized the response of three alfalfa cultivars commonly used in the central region of Santa Fe, subjected to 14 days of waterlogging or drought. Agronomic, morphological, biochemical, and molecular parameters were evaluated, allowing for the determination of each cultivar’s tolerance or sensitivity. Selecting more tolerant cultivars is essential for addressing climate change challenges and improving the efficient use of forage resources. Additionally, transgenic Arabidopsis thaliana plants were characterized under water stress conditions to assess the potential role of the MsMDHAR gene from alfalfa in stress tolerance. This approach aims to contribute to the genetic improvement of alfalfa, offering new perspectives for its management and production under adverse environmental conditions.