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Figura 4. Princi pales sistemas de entrada de K+ en las
raíces de las plantas ysus mecanismos de regulación
Combinación de estreses. Nuestro grupo estudia
aspectos agronómicos, bioquímicos y moleculares
de la respuesta de las plantas a la combinación de
estreses (Caracterización y validación de rutas
metabólicas implicadas en la tolerancia a estreses
abióticos mediante la integración de aproximaciones
multidisciplinares, AGL2015-66033-R). La agricultura
en el sureste español, debido a su clima semiárido
se v e af ectada negativ amente por varios factores
como salinidad, altas temperaturas, escasez de
agua, etc. Hasta ahora la may oría de estreses
abióticos se habían estudiado de f orma individual,
sin embargo, rara v ez las plantas en su ambiente
natural están sometidas a un solo estrés. De hecho,
algunos autores han demostrado que la combinación
de estreses medioambientales da lugar a una
respuesta única que no es extrapolable a cuando los
estreses son aplicados de manera individual. De
esta manera, el objetivo general que se plantea es
estudiar la respuesta de plantas de tomate a la
combinación de estreses abióticos, como son
salinidad y altas temperaturas o sequía y altas
temperaturas. Mediante estudios transcriptómicos y
metabolómicos, combinados con aproximaciones
f isiológicas y bioquímicas y el uso de la biología de
sistemas, el grupo trata de identif icar rutas
metabólicas exclusiv as de la combinación de
estreses abióticos característicos de nuestras
latitudes, como son salinidad y altas temperaturas o
sequía y altas temperaturas. Paralelamente se
llev an a cabo estudios de producción y calidad de
tomate bajo estas condiciones con el objetiv o de
establecer nuevos criterios de manejo de
f ertilizantes.
Optimización de las relaciones fuente-sumidero
y raíz parte aérea en respuesta a estrés: Esta
línea f ue creada en 1994 y suponía una
aproximación distinta y poco estudiada al problema
de la tolerancia a la salinidad en especies cultivadas
(dif erente de la regulación de los iones tóxicos y
nutricionales) y que está directamente relacionada
con el crecimiento de la planta y la productividad del
cultiv o. La hipótesis conductora era que la utilización
de los fotoasimilados en los sumideros (f rutos y
órganos en crecimiento), más que su disponibilidad
en la hoja f uente, constituy e el primerf actor limitante
del crecimiento en medio salino, mientras que su
redistribución y uso en los tejidos en crecimiento
activ o integra la adaptabilidad y el rendimiento de la
planta, manteniendo las relaciones fuente-sumidero
Como organismos anclados al suelo, las plantas han
desarrollado una enorme f lexibilidad metabólica para
adaptarse a estímulos adv ersos mediante cambios
sustanciales en el metabolismo primario y
secundario. Una de las respuestas clav es es
reorganizar el reparto de asimilados entre los
órganos autótrofos que los producen (f uentes) y los
órganos heterótrofos en crecimiento activ o que los
consumen (sumideros). En la actualidad son muchos
los grupos que investigan estos procesos en relación
con la adaptabilidad de las plantas a distintos
estreses ambientales.
Se comprobó cómo la tolerancia a la salinidad podía
ser explicada por la inducción o mantenimiento de la
activ idad sumidero (mediada por enzimas
sacarolíticos) en los órganos en crecimiento activo,
permitiendo el uso y transporte de los f otoasimilados
(sacarosa), y evitando la retroinhibición de la
f otosíntesis por factores no-estomáticos. Si esta
regulación ocurre durante la f ase de la componente
osmótica de la salinidad, se aliv ia o retrasa el ef ecto
tóxico, según el modelo bif ásico de Munns.
Estos procesos explicarían la disminución del
crecimiento del f ruto como el componente del
rendimiento más afectado por baja-moderada
salinidad. También se pudo comprobar cómo la
disminución de la v iabilidad del polen por efecto de
salinidad (y con ello la disminución del número de
frutos) se explicaba más por una inhibición de la
inv ertasa extracelular y la actividad sumidero en los
granos de polen, que por una acumulación de iones
tóxicos como el Na + .
En la regulación de las señales responsables de esa
inhibición de la activ idad sumidero (y del
crecimiento) las hormonas podrían tener un papel
f undamental. El estudio del papel de las
f itohormonas en la respuesta a estreses abióticos
era muy escaso hasta prácticamente el año 2005,
debido a la f alta de técnicas analíticas adecuadas.
Gracias a la colaboración con los Prof esores Manuel
Acosta y Pepe Sánchez-Brav o (Universidad de
Murcia), desarrollamos una metodología puntera de
análisis de hormonas v egetales mediante HPLC-MS,
disponible en nuestro laboratorio desde el año 2012
gracias a la f inanciación del proy ecto europeo
Rootopower (Contrato # 289365) (Figura 5).
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