Cuando se trata de riego, uno de los mayores peligros es la sal, la pequeña molécula que puede causar estragos en la capacidad de funcionar de las plantas. Sin embargo, algunas plantas, en toda su complejidad, han desarrollado herramientas que pueden ayudarles a resistir incluso este desafío. Ahora, los científicos de ARS están buscando construir sobre estas herramientas para crear nuevas variedades de plantas de cultivos que tienen aún mayor capacidad para soportar la salinidad. Al hacerlo, pueden ampliar drásticamente el tipo y la cantidad de tierra y riego que pueden apoyar la agricultura.
Devinder Sandhu es un genealogista de investigación en la Unidad de Investigación de Eficiencia Egreso y Salinidad Agrícola en Riverside, CA. Su trabajo más reciente incluye el desarrollo de variedades más tolerantes a la sal de alfalfa. Su enfoque en este cultivo clave para la forraje no es casual: el cultivo juega un papel crítico como fuente de alimento de alta proteína para el ganado lechero, y como legumbre, puede fijar el nitrógeno atmosférico, mejorando así la calidad del suelo. Con una mayor tolerancia a la salinidad también, las nuevas variedades de alfalfa pueden prosperar en tierras degradadas o con agua reciclada, reduciendo la competencia con cultivos de alto valor para los recursos agrícolas de primera calidad.
Esa capacidad de utilizar condiciones menos que ideales tiene consecuencias significativas: las sequías recurrentes y el aumento de la demanda de aguas superficiales han llevado a una mayor dependencia de las aguas subterráneas, a menudo de menor calidad. Además, factores como el hundimiento de los acuíferos subterráneos y la reducción de la nieve están reduciendo aún más la disponibilidad de agua de riego de alta calidad.
Como resultado, los cultivadores buscan cada vez más fuentes de agua alternativas o degradadas, como aguas residuales tratadas, escorrentía de las operaciones de invernadero y agua subterránea salina. Sin embargo, estas fuentes de agua a menudo tienen altas concentraciones de sal. Desarrollar cultivos tolerantes a la sal como la alfalfa puede ayudar a los agricultores a utilizar estas fuentes de agua degradadas de una manera sostenible.
Al desarrollar las nuevas líneas, Sandhu utilizó enfoques tradicionales de la cría de plantas. Comenzando con una colección de germoplasmas de 2.700 líneas de alfalfa, él y sus colegas eligieron 12 líneas con un rendimiento superior, luego las propagaron y evaluaron en ensayos con varios niveles de salinidad. Destacaron dos líneas, que no mostraron reducción de biomasa bajo niveles de salinidad equivalentes a 1/3 de agua de mar. Curiosamente, mientras ambas líneas funcionaban bien, sus perfiles de expresión génica revelaron que lo hacían utilizando diferentes mecanismos de tolerancia a la salinidad.
Para mejorar aún más la tolerancia a la salinidad, los investigadores combinaron rasgos componentes de estas líneas a través de la cría y continuaron probando las generaciones resultantes contra el agua con niveles de sal más altos y más altos. En última instancia, probaron las nuevas líneas de alfalfa resultantes usando agua de mar real del Océano Pacífico, y demostraron la capacidad de sobrevivir – un resultado que impresionó y asombró a colegas en el campo.
El equipo ya está pensando en cómo poner sus resultados en manos de los productores.
En este momento, estamos enfocados en producir semillas suficientes para pruebas más amplias y una posible distribución, dijo Sandhu. Anticipamos completar esta fase dentro del próximo año o dos, allanando la manera de introducirlo en el mercado. Lo que realmente importante para nosotros es asegurar que estas líneas de alfalfa tolerantes a la sal sean accesibles para los agricultores, proporcionando una solución sostenible para la agricultura en los entornos salinos.
Es importante destacar que la investigación de Sandhus sobre la tolerancia a la sal puede extenderse a una amplia gama de otros cultivos, incluyendo cultivos de cereales como trigo y maíz; cultivos vegetales como tomate, pimienta, berenjena y espinacas; cultivos de legumbre como la soja; y cultivos frutales como fresas, uvas y almendras.
Los mecanismos básicos de tolerancia a la sal se conservan a menudo en todas las especies de plantas, permitiendo que las ideas de una especie sirvan de base para la investigación en otras, dijo. Para especies estrechamente relacionadas, los genes y las vías involucrados en el estrés de salinidad probablemente sean similares, mejorando el potencial de aplicación de especies cruzadas. Sin embargo, ciertas plantas también pueden presentar mecanismos únicos de tolerancia a la sal, lo que requiere estudios específicos de cada especie. Pensamos que aprovechando estos mecanismos compartidos y únicos, podemos extender el impacto de nuestros resultados a través de diversos sistemas agrícolas.Kathryn Markham
https://www.ars.usda.gov/oc/dof/pass-the-salt-a-new-breed-of-crop-survives-the-toughest-irrigation-challenge/
