Cultivos tolerantes a la sequía gracias a la resiliencia natural
Plantas reviviscentes como «Haberlea rhodopensis» y «Xerophyta viscosa» poseen la extraordinaria capacidad de sobrevivir a la deshidratación extrema de sus tejidos vegetativos. De hecho, pueden perder hasta el 95 % de su contenido en agua y, tras la rehidratación, reanudar sus funciones fisiológicas normales. Esto las hace modelos ideales para estudiar cómo se podrían desarrollar cultivos tolerantes a las sequías.
La genómica al servicio del progreso en agricultura
En el proyecto RESIST, que se llevó a cabo con el apoyo de las acciones Marie Skłodowska-Curie, se emplearon técnicas ómicas avanzadas, como la genómica, la transcriptómica y la metabolómica, para investigar los mecanismos moleculares y genéticos que subyacen a la resiliencia de las pantas reviviscentes. «Queríamos aumentar de forma drástica los datos disponibles sobre plantas reviviscentes —comenta Veselin Petrov, director del Departamento de Financiación del Centro de Biología y Biotecnología de Sistemas Vegetales (CPSBB, por sus siglas en inglés) (Bulgaria)—. Secuenciamos el genoma de una especie endémica de Bulgaria y de tres especies endémicas de Sudáfrica, con lo que obtuvimos cantidades ingentes de datos para efectuar análisis de datos masivos, transcriptómica y metabolómica, entre otros». Al identificar los genes y rutas que ayudan a las plantas a sobrevivir y adaptarse a las condiciones de sequía, los investigadores pretendían transferir estos rasgos a los cultivos comerciales. «El campo aún está en sus primeras fases, pero al combinar métodos complementarios, estamos abriendo la puerta a futuras aplicaciones en la mejora genética de cultivos», explica Petrov. El proyecto RESIST, coordinado por el CPSBB de Bulgaria, aunó a instituciones de renombre, entre ellas el Instituto Max Planck de Fisiología Molecular de Plantas de Alemania, la Universidad Ben-Gurión del Néguev de Israel y la Universidad de Ciudad del Cabo de Sudáfrica. Esta colaboración internacional garantizó el análisis exhaustivo de la resiliencia vegetal y permitió a treinta y tres investigadores efectuar estancias de investigación.
Del laboratorio al campo
Uno de los mayores logros del proyecto fue el uso del cebado molecular: un proceso en el que los cultivos son tratados con sustancias bioactivas para aumentar su tolerancia a factores estresantes. «Utilizamos un extracto preparado con algas del océano Atlántico para mejorar el rendimiento de los cultivos en condiciones de sequía —agrega Petrov—. Los resultados son muy prometedores. En nuestros ensayos con cultivos de frutos rojos, no solo se aumentó el rendimiento, sino que también se redujo la mancha solar, una afección que afecta a la calidad comercial de las frambuesas». Los conocimientos obtenidos de las plantas reviviscentes también revolucionará la agricultura. Al integrar rasgos de tolerancia a la sequía en cultivos básicos, los agricultores podrán cultivar variedades que mantengan el rendimiento en condiciones de escasez hídrica. Es más, mejorar la resiliencia de los cultivos contribuye a unas prácticas agrícolas sostenibles. Los cultivos tolerantes a la sequía requieren menos agua, lo cual ayuda a conservar los recursos hídricos y a reducir la huella ambiental de la agricultura, lo cual está en consonancia con los esfuerzos mundiales para promover sistemas sostenibles de producción de alimentos. En RESIST ya se ha alcanzado hitos notables como, por ejemplo, la secuenciación y anotación de tres genomas («H. rhodopensis», «X. elegans» y «X. humilis»). También se identificaron catorce genes candidatos relacionados con la desecación y otros tipos de tolerancia al estrés extremo en «H. rhodopensis», cuyo análisis funcional está en curso. Otros estudios sobre nueve cultivos (cebada, tomate, pimiento, berenjena, patata, lechuga, frambuesa, arándano y cebolla) revelaron una mayor resiliencia a factores de estrés y una mejora de los rendimientos gracias al método de cebado molecular.
El futuro de la agricultura
RESIST podría ofrecer soluciones tangibles ante la disminución de la productividad agrícola provocada por el cambio climático. Al aprovechar la resiliencia natural de las plantas reviviscentes, el proyecto podría ayudar a desarrollar cultivos capaces de prosperar en condiciones de estrés ambiental. Ello no solo contribuirá a salvaguardar el suministro de alimentos en Europa, sino que también favorecerá unas prácticas agrícolas sostenibles, garantizando así un futuro resiliente para la agricultura a nivel mundial. RESIST también ha inspirado nuevas investigaciones. «Gracias al éxito del proyecto, ahora participamos en dos nuevos proyectos financiados con fondos europeos: CropPrime y BOOSTER, cuyo objetivo es mejorar la resiliencia vegetal y optimizar los bioestimulantes para la tolerancia a la sequía —comenta Petrov—. Hemos dado ya los primeros pasos, pero este trabajo dista mucho de haber terminado».
Palabras clave
RESIST, plantas reviviscentes, resiliencia vegetal, tolerancia a la sequía, tolerancia a la desecación, genómica
