¿Cómo responden las plantas a la sequía?

Los resultados de un estudio de la URJC podrían ser útiles para desarrollar programas de mejora de las variedades cultivadas ante el aumento de la aridez asociado al cambio climático

Las poblaciones de una misma especie suelen presentar diferentes valores en sus características según el ambiente en el que viven. Estas diferencias pueden deberse a su genética, a su plasticidad fenotípica, es decir, a cómo se expresan los genes de forma diferente según el ambiente, o una combinación de ambas. Analizar esta variación y sus causas es particularmente interesante para los parientes silvestres de cultivos, que son aquellas plantas emparentadas con especies que tienen un impacto directo en las actividades del ser humano.

En este sentido, investigadores del área de Biodiversidad y Conservación de la URJC, pertenecientes a los grupos AdAptA y Gypsevol, a cargo de José María Iriondo y Silvia Matesanz respectivamente, han estudiado poblaciones silvestres de altramuz azul (Lupinus angustifolius L.), cuya variedad cultivada se originó a partir de unas pocas poblaciones naturales y tiene por tanto baja diversidad genética. “En nuestro estudio hemos examinado la respuesta de esta especie a la sequía para conocer si hay características diferentes entre individuos que crecen sin limitación de agua e individuos que crecen en condiciones de sequía”, explica Silvia Matesanz, autora principal del estudio. Además, en este trabajo, publicado recientemente en un número especial de la revista científica AoB PLANTS, han analizado si existe variación genética en esta especie según la región de la que proceda un individuo.

Los resultados obtenidos muestran que las plantas en condiciones de sequía mostraron valores de rasgos típicos de la limitación de agua: crecieron menos, tuvieron una actividad fotosintética menor, produjeron hojas más pequeñas y gruesas, se reprodujeron antes y formaron semillas de mayor tamaño. Además, los investigadores han observado que los valores de los rasgos de las plantas estresadas fueron similares a los de las plantas de las poblaciones del sur. “Esto significa que la plasticidad presente en nuestra especie tiene un valor adaptativo, es decir, contribuye a asegurar la supervivencia y reproducción de las plantas tanto si están expuestas a un ambiente húmedo como a uno seco”, subraya la investigadora del grupo Gypsevol de la URJC.

Programas de mejora de las variedades cultivadas

Para llevar a cabo este estudio, los investigadores han recolectado semillas de dos poblaciones situadas en el norte de Salamanca, donde el clima es más frío y húmedo, y dos poblaciones del sur de Badajoz, donde el clima es más cálido y seco. Las cuatro poblaciones fueron sembradas en las instalaciones de la URJC en el Campus de Móstoles. “Este tipo de experimento, en el que plantas de distintas poblaciones se cultivan bajo unas mismas condiciones ambientales, se conoce como jardín común y es muy útil para detectar diferencias genéticas y fenotípicas”, expone Silvia Matesanz. Durante el tiempo que duró el experimento, la mitad de las plantas recibieron riego suficiente para mantener el suelo siempre húmedo, mientras que para la otra mitad se simularon condiciones de sequía que podrían sufrir en una localidad cálida como Badajoz. Finalmente, se hicieron distintas mediciones sobre las variables de crecimiento, actividad fotosintética, forma de las hojas, floración y producción de frutos.

“Nuestros resultados demuestran que en L. angustifolius, tanto la variación genética como la plasticidad fenotípica, son mecanismos complementarios que ayudan a los individuos a enfrentarse a situaciones de sequía”, apunta la investigadora de la URJC. Esta conclusión principal abre la posibilidad de desarrollar programas de mejora de las variedades cultivadas a partir de las poblaciones del sur, ya que aumentarían su diversidad genética y su capacidad para producir buenas cosechas tanto en años húmedos como secos, lo que es especialmente importante ante el aumento de la aridez asociado al cambio climático.


Referencia bibliográfica:

Matesanz, S., Ramos-Muñoz, M., Moncalvillo, B., Rubio Teso, M. L., García de Dionisio, S. L., Romero, J., & Iriondo, J. M. (2020). Plasticity to drought and ecotypic differentiation in populations of a crop wild relative. AoB PLANTS. Special issue 'The ecology and genetics of population differentiation in plants'.  https://doi.org/10.1093/aobpla/plaa006

 

Población natural en Salamanca (A), plantas en el experimento de jardín común (B) y dos individuos de la misma población sometidos a tratamiento de riego y sequía (C).

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