La clave para que las plantas sean más resistentes al cambio climático está en la raíz. La revista 'Nature' considera que podría ser la base para la Segunda Revolución Verde. 'Rootopower' es un proyecto del VII Programa Marco de la Unión Europea, coordinado por el Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura (Cebas-CSIC), que tiene como principal objetivo el estudio de las raíces y su interacción con los microorganismos beneficiosos del suelo para aumentar la producción de los cultivos hortícolas en condiciones desfavorables como la falta de agua o las temperaturas extremas.
La investigación, que cuenta con un presupuesto total de 4,5 millones de euros de los que tres son financiados por la Comisión Europea, se puso en marcha a principios de año y tiene previsto su finalización en 2016. Además del Cebas, participan doce socios entre centros de investigación, universidades y empresas de España, Holanda, Bélgica, Turquía, Reino Unido y Alemania.
La representación española, que capta más de un tercio de la financiación europea, se completa con el Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA), la Estación Experimental del Zaidín, en Granada, y la Universidad Miguel Hernández de Elche, junto con dos empresas de la Región de Murcia: el Grupo Perichán (Mazarrón) y Unigenia Bioscience (Los Alcázares).
La mejora de los cultivos hortícolas pasa por su adaptación a las condiciones de estrés abiótico (factores ambientales, geográficos,...) que, intensificados por el cambio climático, afectan cada vez más a la agricultura y a la seguridad alimentaria: salinidad, falta de agua, temperaturas extremas, radiación, suelos demasiados compactos y con baja concentración de nutrientes (nitrógeno, potasio, fósforo,...).
«La idea es encontrar los determinantes fisiológicos y genéticos impuestos por la raíz que ayuden a combatir los estreses de forma combinada, porque en la naturaleza no suelen presentarse de manera individual, sino varios a la vez», explica el coordinador del proyecto e investigador del Cebas-CSIC, Francisco Pérez-Alfocea.
Eficiencia y simbiosis
'Rootopower' busca que se produzcan dos interacciones. La primera consiste en que la raíz se desarrolle para captar con la mayor eficacia posible el agua y los nutrientes del suelo para mandarlos a la parte aérea de la planta, «que es la que genera el verdadero beneficio económico del cultivo», apunta. La intención es que envíe las señales adecuadas para que la planta funcione mejor en unas condiciones que no son las más óptimas para obtener el máximo rendimiento del cultivo.
La segunda interacción es que el sistema radicular se ayude de los microorganismos del suelo, es decir, aquellos hongos o bacterias beneficiosos, para que mejoren la estructura de la raíz y su capacidad para absorber los recursos que se encuentran de forma escasa o acceder a aquellos más alejados.
Los investigadores trabajan, en concreto, con el hongo 'Glomus intraradices', que forma una micorriza con la planta y entra en una simbiosis con ella (le aporta nutrientes minerales y agua), lo que favorece una mejor respuesta al estrés del suelo.
Las bacterias también interaccionan con la planta a nivel de la raíz y modifican distintas alteraciones nutricionales, hormonales e incluso de arquitectura de la raíz. En el caso del estudio, la elegida es la 'Variovorax paradoxus'.
El objetivo es saber cómo se pueden explotar mejor estos microorganismos beneficiosos en su asociación con la raíz para que sean necesarios menos aportes de agua, fertilizantes y pesticidas y los cultivos mantengan sus producciones en unas condiciones desfavorables de una forma más sostenible.
Una de las principales diferencias entre 'Rootopower' y otras investigaciones reside en el uso del injerto en cultivos hortícolas. Se trata de una técnica utilizada habitualmente para facilitar el desarrollo de variedades de valor comercial frente a patógenos u otras circunstancias adversas, al permitir cambiar la raíz de la planta. Sin embargo, su empleo en hortalizas es relativamente novedoso, excepto en países como Corea o Japón, además de que no ha sido prácticamente explotada en el campo de la investigación.
Hortalizas injertadas
El proyecto se va a centrar inicialmente en el tomate. Su elección se debe a que es el cultivo hortícola de mayor producción a nivel mundial y su genoma ha sido secuenciado recientemente, lo que facilitará la obtención de resultados positivos y su aplicación en una última fase a otras hortalizas como melón, sandía, pepino, pimiento o berenjena.
España, Holanda y Turquía, países que participan en el trabajo, son los mayores productores europeos de tomate y, por esta razón, «la aplicación práctica en diferentes regiones de los resultados obtenidos en el estudio será de gran interés para potenciar la sostenibilidad de la agricultura europea», resalta Pérez-Alfocea.
La clave de la investigación se basa en hacer uso de la variabilidad natural que existe en las especies de tomate silvestre, adaptadas a vivir en condiciones adversas, y transferir esta tolerancia a las variedades comerciales, de una forma directa, a través de las raíces y mediante su uso como portainjertos (patrón), lo que favorecería que el agricultor pueda cultivar directamente en suelos y condiciones muy desfavorables.
El proyecto utilizará una población de 130 líneas recombinantes ('recombinant imbred lines') que procede del cruzamiento entre dos plantas: una variedad de tomate cultivado y otra silvestre. Las pruebas intentarán averiguar cuáles son las características fisiológicas y los correspondientes determinantes genéticos de la raíz que contribuyen a que la parte aérea funcione mejor para cada una de las condiciones de estrés abiótico y sus combinaciones.
Los investigadores también emplearán otra serie de líneas, denominadas funcionales, a las que se les ha introducido una serie de modificaciones genéticas para alterar los factores hormonales de la planta y así estudiar específicamente su efecto sobre el crecimiento en esas condiciones.
«Mediante estos cambios puntuales y el análisis genético de la población entera podremos concluir mejor si una determinada hormona o cambio hormonal en la raíz afecta positiva o negativamente a los caracteres que nos interesan en la parte aérea para dar respuesta a un estrés ambiental», explica Pérez-Alfocea.
Prueba de campo
La última fase del proyecto consistirá en demostrar en explotaciones comerciales en el campo que al combinar las raíces con los microorganismos y poner la planta a prueba con los distintos condicionantes ambientales, la respuesta será positiva.
Los resultados de 'Rootopower' permitirán incrementar la productividad del cultivo sin aumentar la demanda de agua y fertilizantes, recuperando y manteniendo el suelo como sustrato natural, en lugar de tener que utilizar otros de tipo artificial como la lana de roca, la arena o la fibra de coco, que suponen un gran coste económico para el agricultor.
Pérez-Alfocea destaca que estas investigaciones serán muy importantes para la mejora de la agricultura del sureste español que, debido a su clima semiárido, se ve afectada negativamente por factores como salinidad, altas temperaturas, escasez de agua y suelos duros y pobres. «Desde hace milenios -explica el coordinador del proyecto-, los agricultores han mejorado sus variedades de manera intuitiva, mediante cruzamientos realizados con sus plantas más perfectas. Los avances tecnológicos y las nuevas herramientas genéticas dan la posibilidad de obtener variedades más productivas y eficientes en el aprovechamiento de los recursos, así como dirigir los esfuerzos a la raíz».
El investigador añade que los datos que se obtengan en el proyecto facilitarán que las empresas de semillas y productores de tomate «puedan desarrollar y cultivar nuevas variedades y portainjertos más resistentes a las condiciones subóptimas de cultivo intensificadas por el cambio climático, acortando sensiblemente los programas de mejora en especies hortícolas».
Fuente: www.nuestra-tierra.laverdad.es
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