La Unidad de Excelencia de Producción Agrícola y Medio Ambiente AGRIENVIRONMENT de la Universidad de Salamanca (USAL) ha logrado financiación para desarrollar tres nuevas investigaciones gracias a la convocatoria de Proyectos de Generación de Conocimiento del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, a través de la Agencia Estatal de Investigación (AEI). En total, suponen más de 750.000 euros y dos nuevos contratos encaminados a la formación de personal investigador predoctoral.
Los tres nuevos proyectos, que tendrán una duración de entre tres y cuatro años, exploran nuevas vías para la mejora del crecimiento y protección de las plantas y el rendimiento de los cultivos, cumpliendo con los requisitos de esta convocatoria, que busca impulsar estudios que supongan un “avance significativo del conocimiento científico” y “la investigación de calidad contrastada” con el objetivo de “avanzar hacia la búsqueda de soluciones a los desafíos de la sociedad”.
Buscando compuestos en zonas semidesérticas
Lorena Carro, investigadora del grupo de Interacciones Microbianas, lidera que proyecto AntiBioDesert, titulado ‘Explorando anti-superbacterias en cepas del desierto: un enfoque novedoso para revelar metabolitos con aplicaciones clínicas y agrícolas en zonas semidesérticas españolas’. Tras desarrollar un proyecto anterior centrado en muestras de los desiertos del Sáhara y de Atacama (Chile), el objetivo es encontrar bacterias en cuatro zonas semidesérticas españolas: Bárdenas Reales (Navarra), Los Monegros (Aragón), Mahoya (Murcia) y Gorafe (Granada). La investigación tratará de realizar muestreos en diferentes épocas del año para aislar microorganismos a través de un análisis metagenómico. A partir de ahí, se estudiará su producción de metaboliltos secundarios y se llevarán a cabo pruebas específicas frente a bacterias multirresistentes y patógenos agrícolas.
“Hemos visto que muchas de estas bacterias tienen capacidad para producir nuevas moléculas, como antibióticos y diferentes tipos de metabolitos secundarios. La idea del nuevo proyecto es hacer búsquedas de ese tipo para ver la diversidad que hay en suelos semidesérticos en España”, explica la investigadora en declaraciones a DiCYT. “Como son ambientes poco estudiados, creemos que tenemos más probabilidades de encontrar moléculas nuevas que se puedan aplicar tanto en clínica como en el campo”, añade.
En el caso de las posibles aplicaciones agrícolas, hay que tener en cuenta que los microorganismos hallados en estas zonas tan áridas podrían tolerar mejora las condiciones de condiciones de estrés o mejorar la resiliencia frente a la falta de agua y el aumento de salinidad. En ese sentido, los resultados pueden ser muy útiles para adaptar cultivos al cambio climático. Los investigadores de AGRIENVIRONMENT cuentan con la colaboración de otros expertos de los departamentos de Microbiología y Botánica de la USAL, así como de las universidades de Aberdeen (Reino Unido) y Padua (Italia)
Las claves del crecimiento vegetal
Por su parte, Paula García Fraile, que también pertenece al grupo de Interacciones Microbianas, lidera el proyecto BALANCE, titulado ‘Elucidating the significance of bacterial polyamines in canola-Pseudomonas symbiosis’. Su objetivo es investigar el rol de las poliaminas bacterianas en las interacciones entre plantas y bacterias. “Las poliaminas son compuestos que producimos todos los seres vivos y, en las plantas, pueden servir para un mejor crecimiento”, comenta la investigadora.
En investigadores anteriores, este grupo ha demostrado que una bacteria del género Pseudomonas promueve el crecimiento de las plantas, pero ahora los científicos pretenden entender el mecanismo por el que sucede. Las poliaminas podrían tener un papel clave, pero se desconoce en qué consiste. Para comprobarlo, “vamos a desarrollar una serie de mutantes bacterianos en las rutas de síntesis de poliaminas y evaluar qué efectos tienen en las plantas a través de estudios de transcriptómica o metabolómica”, explica la investigadora.
Este proyecto, que cuenta con varios colaboradores internacionales de China, Reino Unido y Estados Unidos, es ciencia básica, pero “vamos a usar la colza para ver las posibles interacciones, ya que fue en esta planta en la que se aisló la bacteria”. Al tratarse de un cultivo de gran interés agronómico, estaría más cerca una posible aplicación de los resultados en el futuro.
La aplicación biotecnológica del óxido nítrico
Por último, Óscar Lorenzo y Pablo Albertos, del grupo Fisiología y Señalización Hormonal en Plantas, lideran el proyecto DENOXEVOPLANT, bajo el título ‘Estudio de la percepción, interacciones en la señalización e implicaciones evolutivas por óxido nítrico (NO) durante el desarrollo vegetal y estrés. Decoding nitric oxide (NO) sensing, signaling crosstalk and evolutive implications during plant development and stress'. En este caso, pretenden avanzar hacia la aplicación biotecnológica de los estudios sobre el papel del óxido nítrico (NO) en las plantas que viene desarrollando este equipo de investigación en los últimos años.
El proyecto tiene tres objetivos relacionados con el NO. El primero es encontrar agonistas y antagonistas en la percepción de esta molécula por parte de las plantas. “Una vez identificados, se pueden validar en procesos de desarrollo y respuestas a estrés, sobre todo, a sequía y a inundación, ya que dependen de la percepción de óxido nítrico que tienen las plantas”, explica Óscar Lorenzo. Por ejemplo, si un campo de cultivo permanece inundado tras unas lluvias torrenciales, lo habitual es que las plantas mueran. Sin embargo, modificando la percepción del NO a través de un tratamiento preventivo, podrían sobrevivir.
El segundo objetivo pasa por el análisis de las células madre de la raíz de las plantas, un mecanismo que también está regulado por el NO y que es determinante para el crecimiento de nuevos tejidos vegetales. En este caso, el enfoque es evolutivo. “Queremos ver cómo este mecanismo de regulación del nicho de células madre de la raíz está conservado a lo largo de la evolución de las plantas”, explica Lorenzo.
Finalmente, el tercer objetivo es descubrir la interacción molecular entre NO y las hormonas denominadas brasinoesteroides, que tienen un papel esencial en el crecimiento vegetal y en las respuestas a estrés térmico, por frío y calor. En su día, Pablo Albertos encontró esta relación y, en el marco de este proyecto, los investigadores tratarán de caracterizarla a través de estudios genéticos (con plantas modificadas genéticamente), bioquímicos y fisiológicos. Por ejemplo, una planta con mucho NO no resiste un aumento de temperaturas, pero los brasinoesteroides pueden modular este proceso, contrarrestándolo.
