Nuevo mecanismo de adaptación a los suelos salinos en las plantas

La sal es una amenaza para los suelos agrícolas del planeta y sus consecuencias son mayores cuando afecta a suelos empobrecidos como los de la cuenca Mediterránea. Por eso, una mejor comprensión de los mecanismos de tolerancia a la salinidad de las plantas es fundamental para el mantenimiento y rendimiento de los cultivos y su adaptación a las condiciones de sequía y olas de calor por efecto del cambio climático global.

A lo largo de los últimos años, unas investigadoras del laboratorio de Fisiología Vegetal de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), en estrecha colaboración con especialistas de la Universidad de Nottingham (Reino Unido), han llevado a cabo una serie de observaciones a lo largo de la costa de Cataluña para conocer mejor la interacción entre factores ambientales como la salinidad y la adaptación de poblaciones silvestres de Arabidopsis thaliana, una planta que a menudo se usa como modelo para investigaciones biológicas.

Su investigación les ha permitido ahora revelar el papel clave de una variante genética identificada en un transportador específico de molibdeno (Mo), el MOT1, en la tolerancia a salinidad presente en poblaciones de A. thaliana adaptadas a vivir en zonas costeras.

El estudio del efecto de esta nueva variante ha llevado a concluir al equipo de investigación que, en condiciones de estrés salino, las plantas restringen la entrada de molibdeno para favorecer la captación de cobre (Cu) y aumentar los niveles de ácido abscísico (ABA), una hormona con importantes funciones en la fisiología de la planta. De este modo, las plantas adaptadas consiguen que el sodio (Na) no se acumule en las hojas y se convierta en tóxico para ellas.

Este mecanismo de interacción entre molibdeno, cobre y sodio no se había descrito anteriormente y pone de manifiesto “la importancia de los, a menudo, olvidados micronutrientes”, según las autoras de la investigación. “En general los estudios de nutrición en plantas se centran en macronutrientes o micronutrientes que provocan efectos visiblemente evidentes cuando se encuentran en deficiencia o en exceso. En el caso de la salinidad se suele poner el foco en el sodio y el potasio, que son los actores principales, y el resto de nutrientes quedan en segundo plano”, señalan.

Planta capaz de vivir en suelos salinos. (Foto: Larry Allain, U.S. Geological Survey)

El estudio ha sido realizado por Sílvia Busoms, Joana Terés y Charlotte Poschenrieder, de la Unidad de Fisiología Vegetal en el Departamento de Biología Animal, Biología Vegetal y Ecología, de la UAB, así como por Levi Yant y David Salt, de la Universidad de Nottingham.

Para llevar a cabo este estudio, las investigadoras han realizado experimentos de campo y laboratorio con plantas con el gen común (MOT1C), plantas con la variante (MOT1DEL) y también mutantes sin el gen funcional (mot1-2). Los análisis fisiológicos y de perfiles ionómicos, transcriptómicos y hormonales han puesto de manifiesto el mecanismo de adaptación al estrés salino identificado.

Aplicando su modelo de estudio, aparecen genes que se habían descrito individualmente por su rol como transportadores de nutrientes, activadores hormonales o integrantes de rutas metabólicas, pero de los que se desconocía su conexión y papel en la tolerancia a la salinidad.

“El descubrimiento del papel de estos genes y sus variantes es de gran importancia para poder identificar, o inducir, variantes similares en cultivos de interés agrícola, a fin de conseguir variedades más adaptadas a los efectos del cambio climático, como es el caso del aumento de la salinidad de los suelos”, concluyen.

El estudio se titula “Adaptation tono coastal soils through pleiotropic boosting of ion and stress hormone concentrations in wild Arabidopsis thaliana”. Y se ha publicado en la revista académica New Phytologist. (Fuente: UAB)