La salinidad del suelo representa una gran amenaza para la seguridad alimentaria, lo que reduce en gran medida el rendimiento de los cultivos agrícolas. Se espera que las crecientes temperaturas globales aceleren la acumulación de sal en el suelo, lo que supone una carga cada vez mayor para la producción agrícola. En un nuevo estudio publicado en The Plant Cell, un equipo de investigadores identificó un gen que limita las pérdidas de rendimiento en plantas de arroz expuestas al estrés salino y descifró el mecanismo subyacente.
Alrededor del 20% de las tierras de regadío del mundo se considera que contienen concentraciones elevadas de sal, y el suelo sigue siendo más salado a medida que el clima se calienta. La producción agrícola es duramente afectada por la salinidad del suelo; el estrés por sal reduce el crecimiento y el rendimiento de la mayoría de las plantas, lo que genera miles de millones de dólares anuales en pérdidas de rendimiento de los cultivos. El arroz, el alimento básico de más de la mitad de la población mundial, es particularmente sensible al suelo salado, con niveles incluso moderados de sal que resultan en pérdidas sustanciales de rendimiento. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de desarrollar líneas de arroz que puedan resistir las condiciones saladas.
Un equipo de científicos dirigido por Jian-Zhong Lin y Xuan-Ming Liu de la Universidad de Hunan en Changsha, China identificó recientemente un gen que contribuye a la tolerancia al estrés salino en el arroz. El gen, al que denominaron STRK1 (quinasa citoplasmática 1 similar a receptor de tolerancia a la sal), se activó en condiciones de estrés salino. Los investigadores generaron dos conjuntos de plantas transgénicas, una en la que STRK1 se expresó en niveles altos y la otra en la que la expresión se redujo en gran medida. En condiciones normales de crecimiento, ambos conjuntos de plantas transgénicas parecían normales. Sin embargo, cuando se desafiaron con sal, las plantas transgénicas con expresión de STRK1 elevada eran más verdes y más grandes que las plantas de control no transgénicas, y aquellas con niveles reducidos de expresión de STRK1 eran más pequeñas y más marrones que los controles.
Luego, el equipo examinó el efecto de STRK1 en el rendimiento. «Cabe destacar que la sobreexpresión de STRK1 en el arroz no solo mejoró el crecimiento, sino que también limitó marcadamente la pérdida de rendimiento del grano en condiciones de estrés por sal», dijo Jian-Zhong Lin.
El equipo luego centró su atención en descifrar el mecanismo por el cual STRK1 mejora la tolerancia de la planta a la sal. El estrés salino desencadena la producción de especies reactivas de oxígeno potencialmente dañinas, como el peróxido de hidrógeno, en las células vegetales. El grupo descubrió que STRK1 (la proteína codificada por STRK1) interactúa y activa una proteína llamada CatC, que pertenece a una familia de proteínas que descompone el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno. Por lo tanto, STRK1 aumenta la tolerancia de la planta al estrés salino al mantener los niveles de peróxido de hidrógeno bajo control y, por lo tanto, minimiza el daño causado por la acumulación de especies reactivas de oxígeno.
Estos interesantes hallazgos acercan a la comunidad investigadora al desarrollo de plantas de arroz que prosperan en suelos salinos. «La productividad agrícola está cada vez más amenazada por la salinización de las tierras de cultivo de regadío… Nuestro trabajo demuestra que STRK1 es un gen candidato prometedor para la protección del rendimiento en plantas de cultivo expuestas al estrés salino», afirmó Xuan-Ming Liu.