Las halófitas y sus relaciones rizosféricas: herramientas para la adaptación de la agricultura tradicional al Cambio Climático

El último informe del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) predice, junto con el incremento del CO2 atmosférico, aumentos de la temperatura, de la duración e intensidad de las sequías, la salinización de los suelos, etc. A este cambio, que condicionará la productividad de los sistemas agrarios, principalmente en regiones áridas y semiáridas del planeta, se une el incremento de la población mundial y de la necesidad de recursos. De esta forma, el Cambio Climático se presenta como uno de los mayores desafíos para sostener la seguridad alimentaria mundial.

Por ello, es crucial buscar opciones que mitiguen sus efectos sobre la producción agraria, como el empleo de cultivos alternativos; especies capaces de crecer en ambientes hostiles (salinidad y déficit hídrico). En este sentido, se ha propuesto el cultivo de especies halófitas para la alimentación de animales o consumo humano, pues presentan mecanismos de tolerancia frente al estrés ambiental, alta productividad, y valores nutritivos excepcionales. No obstante, desconocemos cuál será la respuesta fisiológica de estas plantas frente a la futura realidad climática, pues hasta la fecha no se ha estudiado la sinergia de los factores ambientales que variarán como consecuencia del cambio climático (no más de dos factores simultáneamente). Tampoco se han realizado estudios sobre las interacciones de las halófitas con algunas bacterias beneficiosas asociadas a su rizosfera, colectivamente llamadas rizobacterias promotoras del crecimiento de las plantas (PGPR), que afectan positivamente a las plantas mediante la mejora del crecimiento del sistema radicular o el refuerzo de la tolerancia a factores ambientales estresantes.

Así, las inoculaciones con consorcios de PGPR constituyen una bioherramienta para adaptar las prácticas agrícolas tradicionales a la futura realidad climática. Por ello, el objetivo de la presente propuesta es demostrar que la inoculación con bacterias autóctonas con propiedades PGP, obtenidas de las rizosferas de distintas especies halófitas (y, por tanto, adaptadas a la salinidad, la sequía, altas temperaturas, etc.), mejorarían el crecimiento de otras halófitas de interés comercial y de cultivos tradicionales en condiciones sinérgicas de elevado CO2, incremento de temperatura, salinidad y déficit hídrico. Utilizaremos un enfoque pluridisciplinar mediante estudios microbiológicos, fisiológicos, bioquímicos y moleculares, para alcanzar seis objetivos específicos: 1) conocer la biodiversidad microbiana presente en la rizosfera de cinco halófitas, representativas de las marismas atlánticas de la Península Ibérica y establecer consorcios microbianos; 2) estudiar el crecimiento y la respuesta fisiológica de la halófita Salicornia ramosissima, seleccionada por su interés comercial (cultivo práctico, multifuncional), inoculada con los consorcios establecidos, en condiciones sinérgicas de elevado CO2, incremento de temperatura, salinidad y déficit hídrico; 3) estudiar los mecanismos moleculares de S. ramosissima, implicados en su respuesta y 4) analizar su calidad (metabolitos nutricionalmente valiosos); 5) evaluar el crecimiento y respuesta fisiológica de arroz, trigo, maíz y fresa inoculados con los consorcios bacterianos en el escenario previsto por el cambio climático; y 6) elaborar un catálogo, para la transferencia de los resultados, pues constituyen una solución innovadora y con alto potencial biotecnológico.

PALABRAS CLAVE: Cultivos, Crecimiento, Halófita, Inóculo, Metabolitos, Nutrientes, Respuesta fisiológica, Rizobacterias, Transcriptómica

Demostrar que la inoculación con bacterias con propiedades promotoras del crecimiento de las plantas (PGP), obtenidas de las rizosferas de distintas especies halófitas, mejorarían el crecimiento de otras halófitas de interés comercial y de cultivos tradicionales en condiciones sinérgicas de elevado CO2, incremento de temperatura, salinidad y déficit hídrico.

El objetivo general de este proyecto se sustenta en seis objetivos específicos (Figura 1):

1) Estudiar la biodiversidad microbiana presente en la rizosfera de varias halófitas. Aislamiento y selección de rizobacterias y establecimiento de consorcios microbianos

2) Estudiar el crecimiento y la respuesta fisiológica de S. ramosissima, inoculada con los consorcios establecidos, en condiciones sinérgicas de elevado CO2, incremento de temperatura, salinidad y déficit hídrico.

3) Estudiar los mecanismos moleculares de S. ramosissima, implicados en su respuesta a condiciones sinérgicas de elevado CO2, incremento de temperatura, salinidad y déficit hídrico, tanto inoculada como sin inocular.

4) Analizar la calidad de S. ramosissima inoculada en un escenario de Cambio Climático.

5) Evaluar el crecimiento y respuesta fisiológica de cultivos tradicionales inoculados con los consorcios bacterianos en el escenario previsto por el Cambio Climático.

6) Elaborar un catálogo con los consorcios bacterianos a aplicar a cada cultivo, de S. ramosissima o tradicional, para optimizar su crecimiento y estado fisiológico en las condiciones previstas por el Cambio Climático.