Descrito un nuevo mecanismo de adaptación a los suelos salinos en las plantas

Nou mecanisme d¿adaptació als sòls salins en les plantes

Investigadoras de la Unidad de Fisiología Vegetal de la UAB han descrito un nuevo mecanismo por el que las plantas se adaptan y sobreviven en suelos salinos. Lo han hecho a partir de la identificación de una variante del gen que transporta un micronutriente, el molibdeno, en poblaciones silvestres de Arabidopsis thaliana de la costa catalana. Las plantas que presentan esta variante toleran la salinidad, evitando que las hojas acumulen niveles tóxicos de sodio. El estudio, realizado en colaboración con expertos de la Universidad de Nottingham, se ha publicado en la revista New Phythologist.

14/09/2021

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.

A lo largo de los últimos años, investigadoras del laboratorio de Fisiología Vegetal de la UAB, en estrecha colaboración con miembros de la Universidad de Nottingham (UK), han desarrollado un modelo de estudios nuevo a lo largo de la costa catalana para comprender la interacción entre factores ambientales como la salinidad y la adaptación de poblaciones silvestres de Arabidopsis thaliana, la Brassica modelo para la investigación biológica.

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 a las investigadores que, en condiciones de estrés salino, las plantas restringen la entrada de Mo 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 Mo-Cu-Na 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 (Na) y el potasio (K), que son los actores principales, y el resto de nutrientes quedan en segundo plano”, señalan.

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

Investigando las rutas metabólicas de las plantas

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 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, para conseguir variedades más adaptadas a los efectos del cambio climático, como es el caso del aumento de la salinidad de los suelos”, concluyen.

 

Artículo: Busoms S, Terés J, Yant L, Poschenrieder C, Salt DE. 2021. Adaptation tono 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