Absorción de agua y nutrientes y respuesta fisiológica de plantas halofitas y glicofitas bajo condiciones de estrés salino

Resumen

El incremento en la concentración de sales en suelos y agua es una de las problemáticas que más amenazan a la humanidad por su efecto directo sobre la productividad de las cosechas. En líneas generales la pregunta a la que queremos contribuir es ¿cómo enfrentarnos a una situación de salinización en un contexto de cambio climático y crecimiento demográfico? Más concretamente estudiamos la problemática en el sureste español desde un enfoque en que los resultados puedan ser explotados en el corto y medio plazo por el sector empresarial. La Región de Murcia es una de las principales zonas productoras del sureste español donde además existen graves problemas de salinización. En la presente tesis doctoral se propone utilizar aguas salinas para riego e investigar las implicaciones de ello a nivel de absorción de agua y nutrientes, estudiando también los cambios fisiológicos en la planta para obtener aplicaciones que permitan el crecimiento económico. En este sentido se abordan dos estrategias: por un lado, el estudio de plantas halofitas, y por otro, la bioestimulación en plantas glicofitas. La mayoría de los cultivos productivos son plantas glicofitas, ven afectadas sus producciones cuando hay elevadas concentraciones de sal en el medio de cultivo. Por el contrario, las plantas halofitas han desarrollado diferentes mecanismos para resistir los efectos negativos de la salinidad. Es por ello que la explotación directa de halofitas se ha identificado como una salida económica para las zonas afectadas. Otra forma de mitigación de los efectos del cambio climático es el desarrollo de la bioestimulación para incrementar la resistencia a estreses o para incrementar la concentración de compuestos bioactivos en los alimentos. Para los estudios realizados, se seleccionaron 6 especies vegetales que fuesen representativas de los diferentes comportamientos frente a la salinidad, que fuesen propias de la localización seleccionada (Región de Murcia) y de interés para la empresa promotora del proyecto de investigación (Sakata Seed Ibérica). Las especies estudiadas fueron: Brassica oleracea L., Brassica rapa L., Cakile maritima, Salicornia fruticosa y Atriplex halimus. El primer objetivo se centró en el análisis de los efectos de la salinidad sobre las especies objeto de estudio. Más concretamente intentando identificar rasgos que pudiesen servir para discriminar entre especies y/o cultivares las mejores respuestas a la salinidad. Por un lado, las interrelaciones entre distintos rasgos fisiológicos en respuesta a la salinidad se analizaron estadísticamente mediante un Discriminant Canonical Analysis (DCA), en el que se observó una relación entre el crecimiento y la suculencia de las hojas como medida de adaptación a la salinidad. Patrones como la acumulación de iones, el contenido en proteínas y ácidos grasos insaturados en respuesta a la salinidad pueden emplearse para discriminar entre distintas respuestas al estrés salino. Por otro lado, se estudió el efecto de la salinidad sobre la concentración y el perfil de glucosinolatos de distintos cultivares de brócoli (Brassica oleracea L.) en distintos periodos productivos. También se observó el efecto estimulador de los estreses como la temperatura y la salinidad sobre el perfil de glucosinolatos y la posibilidad de inducir complejos de glucosinolatos con fenólicos que no habían sido descritos previamente en Brassicales. El segundo objetivo se centró en la búsqueda de formas de explotación económica de las distintas respuestas fisiológicas. Por un lado, se desarrolló una metodología que permitió incrementar el contenido en glucosinolatos de las plantas de brócoli, sin que se viese en detrimento ni la producción ni los parámetros organolépticos del órgano comercial, lo cual fue posible mediante la aplicación de metil jasmonato y un polieter polisiloxano de forma foliar. Por otro lado, en las especies halofitas se analizó su aptitud para usos tanto culinarios como industriales.