Descrit un nou mecanisme d'adaptació als sòls salins en les plantes

14/09/2021

La sal és una amenaça per al sòls agrícoles del planeta i les seves conseqüències són més grans quan afecta sòls empobrits com els de la conca Mediterrània. Per tant, una millor comprensió dels mecanismes de tolerància a la salinitat de les plantes és fonamental per al manteniment i el rendiment dels cultius i la seva adaptació a les condicions de sequera i onades de calor per l’efecte del canvi climàtic.

Al llarg dels últims anys, investigadores del laboratori de Fisiologia Vegetal de la UAB, en estreta col·laboració amb membres de la Universitat de Nottingham (UK), han desenvolupat un model d'estudis nou al llarg de la costa catalana per comprendre la interacció entre factors ambientals com la salinitat i l'adaptació de poblacions silvestres d’Arabidopsis thaliana, la Brassica model per a la recerca biològica.

La seva recerca els ha permès ara revelar el paper clau d’una variant genètica identificada en un transportador específic de molibdè (Mo), el MOT1, en la tolerància a salinitat present en poblacions d’A. thaliana adaptades a viure en zones costaneres.

L’estudi de l’efecte d’aquesta nova variant les ha dut a concloure que, en condicions d’estrès salí, les plantes restringeixen l’entrada de Mo per afavorir la captació de coure (Cu) i augmentar el nivells d’àcid abscísic (ABA), una hormona amb importants funcions dins la fisiologia de la planta. D’aquesta manera les plantes adaptades aconsegueixen que el sodi (Na) no s’acumuli a les fulles i esdevingui tòxic per a elles.

Aquest mecanisme d’interacció entre Mo-Cu-Na no s’havia descrit anteriorment i posa de manifest “la importància dels sovint oblidats micronutrients”, segons les autores de la recerca. “En general els estudis de nutrició en plantes es centren en macronutrients o micronutrients que provoquen efectes visiblement evidents quan es troben en deficiència o en excés. En el cas de la salinitat es sol posar el focus en el sodi (Na) i el potassi (K), que són els actors principals, i la resta de nutrients queden en segon pla”, assenyalen.

L’estudi, publicat a la revista New Phytologist, ha estat realitzat per Sílvia Busoms, Joana Terés i Charlotte Poschenrieder, de la Unitat de Fisiologia Vegetal de la UAB del Departament de Biologia Animal, de Biologia Vegetal i d’Ecologia, i Levi Yant i David Salt, de la Universitat de Nottingham.

Investigant les rutes metabòliques de les plantes

Per dur a terme aquest estudi les investigadores han realitzat experiments de camp i de laboratori amb plantes amb el gen comú (MOT1^C), plantes amb la variant (MOT1^DEL) i també mutants sense el gen funcional (mot1-2). Les anàlisis fisiològiques i de perfils ionòmics, transcriptòmics i hormonals han posat de manifest el mecanisme d’adaptació a l’estrès salí identificat.

Aplicant el seu model d’estudi, apareixen gens que s’havien descrit individualment pel seu rol com a transportadors de nutrients, activadors hormonals o integrants de rutes metabòliques, però dels quals es desconeixia la seva connexió i el seu paper en la tolerància a salinitat.

“La descoberta del paper d’aquests gens i les seves variants és de gran importància per poder identificar, o induir, variants similars en cultius d’interès agrícola, per tal d’aconseguir varietats més adaptades als efectes del canvi climàtic, com és el cas de l’augment de la salinitat del sòls”, conclouen.

Article: Busoms S, Terés J, Yant L, Poschenrieder C, Salt DE. 2021. Adaptation to coastal soils through pleiotropic boosting of ion and stress hormone concentrations in wild Arabidopsis thaliana. New Phytologist, volume 232,1. https://doi.org/10.1111/nph.17569