La salinidad del suelo y del agua de riego es uno de los problemas más importantes que limitan los rendimientos de los cultivos y particularmente en los climas mediterráneos. En estos climas semiáridos, la salinidad puede ser un factor estresante que fluctúa durante el año, especialmente en el contexto actual de volatilidad climática.
Investigadores de la Unidad de Fisiología Vegetal del Departamento de Biología Animal, Biología Vegetal y Ecología de la UAB, en colaboración con la Universidad de Nottingham y el Centro John Innes en Norwich, identificaron recientemente varias modificaciones en un gen transportador de sodio llamado HKT1; 1con relevancia clave para la adaptación de las poblaciones naturales de la planta modelo Arabidopsis thaliana A. thaliana a ambientes con salinidad fluctuante del suelo.
En el estudio publicado en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias los investigadores realizaron un análisis genómico a gran escala de los 77 individuos de A. thaliana encontrados en poblaciones naturales de diferentes gradientes de salinidad ubicados entre Blanes y Cap de Creus. La integración de estos datos con los 1135 genomas de A. thaliana pertenecientes a la colección globallos ha llevado a verificar que las variedades de Cataluña que muestran un alto nivel de adaptación a niveles de salinidad moderados y fluctuantes no son especies de plantas relictas ibéricas, sino que son parte de una colonización y adaptación posterior bastante recientes.
El mecanismo de adaptación de las plantas confinadas a los suelos en los que los niveles de salinidad varían sustancialmente dependiendo de la lluvia se basa en variaciones estructurales del HKT1; 1 gen que produce cambios en el nivel de expresión de esta proteína. Plantas con una baja expresión de HKT1;1 a nivel de la raíz presenta altos niveles de sal en las hojas plantas HKT1; 1HLS. Al principio esto puede parecer dañino, pero en cierta medida el sodio acumulado en las vacuolas puede mejorar el ajuste osmótico y evitar que la sal llegue a los tejidos reproductivos.
Sin embargo, cuando los niveles de salinidad son demasiado altos, como en el paseo marítimo, se vuelven tóxicos para estas plantas y por lo tanto necesitan usar un mecanismo de exclusión. Cuando HKT1; 1 se expresa normalmente plantas HKT1; 1LLS, el sodio no puede ingresar alplantar a través de sus raíces, favoreciendo así el transporte de potasio y permitiendo que las plantas sobrevivan en estas condiciones.Utilizando técnicas de secuenciación nuevas e innovadoras plataforma 10X Genomics Chromium, los científicos pudieron detallar todas las variaciones genéticas presentes en las diferentes formas de 'HKT1; 1 identificado en este estudio.
Estos resultados no son solo un ejemplo de cómo se pueden revelar las funciones moleculares en función de los datos de variación natural y a través de la dinámica demográfica de las poblaciones, sino también de cómo se puede obtener información muy valiosa para ayudar a mejorar la sostenibilidad de los rendimientos de los cultivos en un escenariode aumento de la salinidad debido a la presión humana y el cambio climático.
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Materiales proporcionados por Universitat Autonoma de Barcelona . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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