Un equipo de investigadores del Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP- UPM-INIA) y el Instituto de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis (CSIC) ha llevado a cabo un estudio internacional que revela cómo las plantas se defienden contra la alta salinidad. Este trabajo, publicado en la revista Nature, destaca la función de una proteína clave en la tolerancia vegetal al sodio, un hallazgo que podría ofrecer soluciones biotecnológicas frente al creciente problema de salinización de los suelos agrícolas, exacerbado por sistemas de riego extensivos y condiciones climáticas más secas.
La investigación se basa en una innovadora técnica de microscopía llamada CryoNanoSIMS (Cryo Nanoscale Secondary Ion Mass Spectrometry), desarrollada en Suiza. Esta metodología permite el análisis elemental con resolución subcelular, lo que ha sido fundamental para estudiar la distribución de la proteína SOS1, protagonista del estudio. Priya Ramakrishna, investigadora principal del proyecto y vinculada a la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne y la Universidad de Lausana, explica que esta combinación tecnológica ha sido crucial para los resultados obtenidos.
El papel esencial de SOS1
El agua utilizada para el riego contiene sales que, tras la evaporación, se acumulan en las capas superiores del suelo. Entre estas sales, los iones de sodio son especialmente preocupantes debido a su toxicidad al competir con el potasio, un macronutriente vital para las plantas.
José M. Pardo, investigador del CSIC en el IBVF, señala que ya se había comprobado que la proteína SOS1 es fundamental en el transporte del sodio a través de las membranas celulares. Su función principal consiste en expulsar el sodio acumulado tanto hacia el suelo como hacia otros órganos vegetales mediante el sistema vascular.
Además, otro mecanismo crítico para enfrentar la salinidad es el almacenamiento de iones de sodio en vacuolas celulares, donde las células pueden contener grandes cantidades sin comprometer procesos bioquímicos esenciales. Hasta ahora, no se habían identificado las proteínas responsables de este almacenamiento vacuolar. Francisco Gámez-Arjona, también investigador del CSIC en el IBVF, afirma que este estudio demuestra que SOS1 desempeña un papel clave en este proceso, particularmente en tejidos poco diferenciados donde aún no hay un sistema vascular desarrollado eficazmente.
Nuevas perspectivas biotecnológicas
Este descubrimiento refuerza la importancia conocida de SOS1 en la tolerancia salina y abre nuevas vías para su aplicación biotecnológica. Francisco J. Quintero, director del estudio en el IBVF, menciona que ahora se pueden explorar nuevas líneas de investigación sobre cómo dirigir SOS1 hacia diferentes membranas celulares y cómo aprovechar esta nueva función para mejorar la capacidad detoxificante de las plantas bajo estrés salino.
Clara Sánchez, investigadora del CSIC en el CBGP-UPM-INIA, destaca que este trabajo es un claro ejemplo de colaboración interdisciplinaria. La reciente mejora en las técnicas analíticas ha permitido demostrar con éxito la función dual de SOS1 en el transporte celular del sodio.
Publicación Original:
Ramakrishna, P., Gámez-Arjona, F.M., Bellani, E., Martin-Olmos, C., Escrig, S., De Bellis, D., De Luca, A., Pardo, J.M., Quintero, F.J., Genoud, C., Sánchez-Rodriguez, C, Geldner, N., Meibom, A. 2025. Elemental cryo-imaging reveals SOS1-dependent vacuolar sodium accumulation. Nature 1–6. DOI: 10.1038/s41586-024-08403-y
Preguntas sobre la noticia
¿Qué técnica se ha utilizado en el estudio sobre la tolerancia de las plantas a la alta salinidad?
Se ha utilizado una nueva técnica de microscopía llamada CryoNanoSIMS (Cryo Nanoscale Secondary Ion Mass Spectrometry) que permite el análisis elemental con resolución subcelular.
¿Cuál es la proteína clave identificada en el estudio?
La proteína clave identificada en el estudio es SOS1, que actúa en el transporte de sodio a través de las membranas biológicas y es fundamental para la tolerancia salina de las plantas.
¿Qué problemas causa el exceso de sodio en las plantas?
El exceso de sodio puede ser tóxico para las plantas ya que compite con los iones de potasio, un macronutriente esencial para su crecimiento y desarrollo.
¿Cómo contribuye SOS1 a la tolerancia a la salinidad?
SOS1 ayuda a expulsar el sodio acumulado en las células hacia el suelo o lo distribuye entre los distintos órganos de la planta, además de facilitar su secuestro en vacuolas celulares.
¿Qué nuevas vías de investigación se abren gracias a este estudio?
Se abren nuevas vías para entender cómo se controla el direccionamiento de SOS1 hacia diferentes membranas y explorar su potencial biotecnológico para aumentar la capacidad detoxificante de las plantas bajo estrés salino.
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