‘Brassica fruticulosa’ y la salinidad del suelo en la especie silvestre.
La alta salinidad de los suelos es consecuencia de varios factores, incluyendo cambios climáticos, variaciones en el uso del suelo, contaminación de sustratos, falta o exceso de precipitaciones e incluso la influencia de las especies en el ecosistema, los cuales proporcionan pautas importantes para mejorar la resistencia de especies similares a este fenómeno.
Investigadores de la UAB han identificado dos respuestas adaptativas divergentes a la alta salinidad del suelo en poblaciones de la misma especie silvestre presente en la costa de Cataluña, Brassica fruticulosa, y determinaron los genes implicados.
Combatir la salinidad «de forma natural»
El estudio ayudará a investigar cómo mejorar la resistencia de especies agrícolas de la misma familia de plantas como la colza o la mostaza, frente a un factor estresante de importancia mundial como la salinización del suelo.
El estudio se publica en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) y está firmado por las investigadoras de la Unidad de Fisiología Vegetal de la UAB Sílvia Busoms, Glòria Escolà y Charlotte Poschenrieder, junto con los investigadores de la Universidad de Nottingham (Reino Unido), Max Instituto Planck de Biología (Alemania) y Universidad Carolina de Praga (República Checa).
En los últimos años, investigadores de la UAB, en estrecha colaboración con miembros de la Universidad de Nottingham, han desarrollado un modelo de estudio a lo largo de la costa catalana para comprender la interacción entre factores ambientales como la salinidad y la adaptación de poblaciones silvestres de la familia Brassica.
Desarrollaron varios estudios centrados en poblaciones de Arabidopsis thaliana, un organismo modelo para la investigación biológica, pero en este caso se centraron en Brassica fruticulosa, una especie genética y morfológicamente más cercana a las brassicas cultivadas como la colza (Brassica napus) y la mostaza (Sinapis alba).
La investigación que ahora han publicado les ha permitido demostrar que en Cataluña las poblaciones costeras de B. fruticulosa utilizan dos estrategias diferentes para tolerar la salinidad del suelo: las del norte (comarca del Cap de Creus) son capaces de excluir el sodio a través de las raíces y evitando así su acumulación en la parte aérea y la aparición de daños; los del centro, en cambio, transportan sodio a las hojas, pero utilizan eficientes mecanismos de regulación osmótica y compartimentación que les permiten tolerar altas concentraciones de este compuesto.
El hecho de que dos poblaciones de la misma especie vegetal tan cercanas geográficamente evolucionaran de manera diferente bajo el mismo estrés ambiental sorprendió a los investigadores. “En general, en todas las organizaciones se espera que las especies que se han adaptado a condiciones ambientales similares evolucionen de manera similar.
En nuestro caso, sin embargo, aunque en los hábitats costeros de la costa catalana la salinidad del suelo puede considerarse el principal agente selectivo, debe haber otros factores que han alterado el proceso evolutivo reciente de esta brasicácea”, afirma Sílvia Busoms. Esta divergencia en poblaciones de plantas tan estrechamente relacionadas se ha descrito muy raramente, no tanto porque sea una excepción, sino porque en muchos casos los estudios se realizaron a escala macro.
Tramuntana puede explicar la divergencia
En su trabajo, los investigadores estudiaron en detalle las características de los suelos y la climatología del conjunto de poblaciones en cada región, y el único parámetro que mostró diferencias significativas fue evapotranspiración, mayor en el norte debido a los vientos del norte que soplan regularmente.
«Cuando hay alta evapotranspiración, las plantas absorben más agua y al mismo tiempo más sodio, si no tienen mecanismos para excluirlo. Por lo tanto, el las estrategias utilizadas por las plantas del centro puede resultar insuficiente en las condiciones de la costa norte.
En el estudio planteamos la hipótesis de que, a pesar de ser poblaciones vecinas, B. fruticulosa del norte evolucionó de manera diferente para poder tolerar altos niveles de salinidad en ambientes con alta evapotranspiración.”, explica Charlotte Poschenrieder.
Para caracterizar la base genómica de las dos estrategias adaptativas identificadas, los investigadores crearon primero el genoma de referencia de B. fruticulosa, hecho que contribuirá a la ampliación del catálogo de genomas de referencia de especies eucariotas que viven en territorios de habla catalana (dentro del Proyecto Biogenoma de la Tierra) y permitirá nuevas investigaciones con esta especie.
A continuación, la secuenciación de 18 poblaciones y los análisis genómicos y transcriptómicos posteriores permitieron la validación y validación de las dos estrategias. Propone genes candidatos implicados en mecanismos de tolerancia a la salinidad.
La salinidad es una amenaza creciente para los suelos agrícolas del planeta, y sus consecuencias son mayores cuando afecta a suelos pobres como los de la cuenca mediterránea. Una mejor comprensión de mecanismos de tolerancia a la salinidad que utilicen plantas que viven en la cuenca y se han adaptado a estas condiciones es fundamental para mejorar la resistencia de variedades que tienen que adaptarse a nuevas condiciones ambientales.
«Por tanto, este trabajo establece a B. fruticulosa como una fuente prometedora de alelos deseables y a la diversidad poblacional presente en Cataluña como un potente modelo para el estudio. Adaptaciones a suelos con alta salinidad», concluyen los investigadores.
Las diferentes respuestas que pueden tener plantas de especies similares como adaptación o medios para tolerar mejor ciertos eventos, como la salinidad en este caso es algo que interesa e inspira a los científicos.
