Identifiquen un gen clau en l’adaptaciˇ de les plantes a s˛ls amb nivells fluctuants de salinitat
grup recerca A thaliana 13.12.2018  -  Investigadors de la UAB han identificat modificacions en un gen transportador de sodi amb conseqüències clau per a l’adaptació de les plantes a ambients amb nivells fluctuants de salinitat del sòl. La recerca, publicada a PNAS, pot millorar l’adaptació dels cultius a l’increment de la salinitat associada al canvi climàtic i a la pressió humana.
La salinitat  al sòl i a les aigües de rec és un dels problemes més importants que limita la productivitat agrària especialment en condicions de clima mediterrani. Sota aquest clima semi-àrid la salinitat pot ser un factor estressant que fluctua al llarg de l’any, sobretot en el context actual de volatilitat climàtica.

Investigadors del la Unitat de Fisiologia Vegetal del Departament de Biologia Animal, Biologia Vegetal i Ecologia de la UAB, en col·laboració amb la Universitat de Nottingham i l’institut John Innes Centre del Regne Unit, han identificat diverses modificacions en un gen transportador de sodi de nom HKT1;1 amb conseqüències clau per a l’adaptació de poblacions naturals de la planta model Arabidopsis thaliana (A. thaliana) a ambients amb nivells fluctuants de salinitat del sòl.

A l’estudi publicat a la prestigiosa revista Proceedings of the National Academy of Science USA, s’ha fet una anàlisi genòmica a gran escala seqüenciant el genoma complet de 77 individus d’A. thaliana provinents de poblacions naturals amb diferents gradients de salinitat entre Blanes i el Cap de Creus. La integració d’aquestes dades amb els 1135 genomes d’ A. thaliana de la col·lecció mundial ha permès establir que les varietats catalanes amb alta adaptació a habitats amb nivells de salinitat moderada i fluctuant no són relictes ibèrics, sinó que formen part d’una colonització, i posterior adaptació, relativament recent.

El mecanisme d’adaptació de les plantes confinades en sòls on els nivells de salinitat varien substancialment depenent de les precipitacions es basa en variacions estructurals del gen HKT1;1 que provoquen canvis en el nivell d’expressió d’aquesta proteïna. Les plantes amb baixa expressió d’HKT1;1 a nivell radicular presenten alts nivells de sodi a les fulles (plantes HKT1;1HLS). D’entrada això pot semblar perjudicial però, dins d’un cert llindar, aquest sodi acumulat a les vacuoles pot millorar l’ajust osmòtic i evitar que la sal arribi als teixits reproductius.

No obstant, quan la salinitat del sòl és molt elevada, com passa a primera línia de mar, els nivells de sodi esdevenen tòxics per aquestes plantes i per tant necessiten utilitzar un mecanisme d’exclusió. Quan HKT1;1 s’expressa normalment (plantes HKT1;1LLS), s’impedeix l’entrada de sodi per les arrels, afavorint el transport de potassi en el seu lloc i permetent que les plantes sobrevisquin en aquestes condicions. Utilitzant noves i innovadores tècniques de seqüenciació (10X Chromium de novo assembly) s’ha pogut detallar totes les variacions genètiques presents en les diferents formes d’HKT1;1 identificades en aquest estudi.

Aquests resultats no són només un exemple de com es pot revelar la funció molecular a partir de dades de variació natural i a través de la dinàmica demogràfica de poblacions, sinó que també donen informació altament valuosa per millorar la sostenibilitat de la producció de conreus en un escenari de creixent salinització dels sòls degut a la pressió humana i al canvi climàtic global.

La primera autora de la publicació, Sílvia Busoms, ha realitzat la seva tesi doctoral en cotutela internacional a la UAB i la Universitat de Aberdeen sota la codirecció de la Charlotte Poschenrieder (Unitat de Fisiologia Vegetal, Departament de Biologia Animal, Vegetal i Ecologia de la UAB) i en David Salt, actualment a la Universitat de Nottingham. Part dels resultats de la publicació deriven d’aquesta tesi, que ha merescut recentment el premi extraordinari de doctorat del Programa de Biologia i Biotecnologia Vegetal de la UAB. La resta són el resultat de l’estada postdoctoral de la Sílvia Busoms a l’institut John Innes Centre de Norwich al grup de l’investigador Levi Yant.
 
Referència: Silvia Busoms, Pirita Paajanen, Sarah Marburger, Sian Bray, Xin-Yuan Huang, Charlotte Poschenrieder , Levi Yant , David E Salt. 2018. Fluctuating selection on migrant adaptive sodium transporter alleles in coastal Arabidopsis thaliana.  Proceedings of the National Acedemy of Sciences USA;  PNAS. Published ahead of print December 7, 2018 https://doi.org/10.1073/pnas.1816964115
 
Anar a NotÝcies

Arxiu de notícies

Des de
Fins a
Paraula clau

Departament de Biologia Animal, de Biologia Vegetal i d'Ecologia
Edifici C Facultat de BiociŔncies
08193 Bellaterra (Barcelona)
TEL +34 93 581 37 86
FAX +34 93 581 13 21
d.bave@uab.cat
 

 

 

2019 Universitat Autònoma de Barcelona