El incremento de la salinidad del suelo en muchas zonas del planeta pone en riesgo el desarrollo de la flora y cultivos estratégicos. En el mundo hay una serie de plantas adaptadas a estas condiciones de alta presencia de sal y conocer el mecanismo que les permite prosperar en estos entornos hostiles podría ayudar a desarrollar variedades nuevas, preparadas para el escenario que trae el cambio climático.
Un equipo internacional en el que participan investigadores del CSIC ha podido observar a escala celular cómo las plantas se protegen frente al exceso de sodio. Este hallazgo ha sido posible “gracias a la combinación de una innovadora técnica de microscopía que permite el análisis elemental con resolución subcelular, llamada CryoNanoSIMS (Cryo Nanoscale Secondary Ion Mass Spectrometry) desarrollada en Suiza, y el análisis fino de la distribución subcelular de la proteína SOS1, protagonista de este estudio, hecho por los investigadores del CSIC”, explica Priya Ramakrishna, investigadora principal de este proyect, adscrita a la Universidad de Lausanne.
Cómo pueden sobrevivir las plantas en zonas de alta salinidad
El trabajo, publicado en la revista Nature, ha descrito que las plantas pueden sobrevivir en zonas de alta salinidad gracias a la acción de una proteína vegetal identificada como SOS1. Este hallazgo resulta fundamental para estudiar posibles soluciones biotecnológicas al creciente problema de la excesiva cantidad de sal en los suelos de cultivo, provocada por la expansión de sistemas de regadío y un clima cada vez más seco.
El agua de riego contiene pequeñas cantidades de sales que quedan depositadas en las capas superiores del suelo y se van acumulando tras la evaporación del agua. Entre estas sales destacan los iones de sodio por su potencial tóxico al competir con los iones de potasio, que es un macronutriente esencial.
Qué papel desempeña el elemento que protege a las plantas del sodio
Los investigadores del CSIC participantes en este estudio ya habían demostrado que la proteína vegetal llamada SOS1 actúa específicamente en el transporte de sodio a través de las membranas biológicas. La función conocida de SOS1 es la expulsión del sodio acumulado en las células, tanto de vuelta al suelo como para su distribución entre los distintos órganos de la planta a través del sistema conductivo.
Otro mecanismo fundamental para la tolerancia a la salinidad es el secuestro de los iones de sodio en unos compartimentos celulares llamados vacuolas, donde la célula es capaz de almacenar grandes cantidades de sales y evitar la intoxicación de los procesos bioquímicos esenciales. Sin embargo, las proteínas responsables de la acumulación vacuolar de sodio no habían podido ser identificadas.
“Ahora, con este trabajo hemos demostrado que SOS1 es también fundamental para este proceso, especialmente en los tejidos poco diferenciados donde todavía no se ha formado un sistema conductivo eficaz para evacuar el sodio acumulado”, señala Francisco Gámez-Arjona, investigador del CSIC en el IBVF.
“Este hallazgo refuerza la ya conocida importancia de la proteína SOS1 en la tolerancia salina de las plantas y abre nuevas vías para su explotación biotecnológica”, expone Francisco J. Quintero, director del estudio en el IBVF. “Ahora se abren nuevas vías de investigación para entender cómo se controla el direccionamiento de SOS1 hacia la membrana plasmática o hacia la membrana vacuolar, y también explorar cómo esta nueva función de SOS1 se puede aprovechar para aumentar la capacidad detoxificante de las plantas sometidas a un estrés salino”, añade.
