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Mejorar la absorción de fosfato en cultivos

El déficit de fósforo limita la productividad de los cultivos hasta en un 40 % en las tierras cultivables de todo el mundo, incluyendo Europa. Una iniciativa financiada por la Unión Europea investigó cómo mejorar la absorción y el uso del fósforo en los cultivos.
Mejorar la absorción de fosfato en cultivos
El fósforo es un compuesto esencial para el crecimiento de las plantas y está implicado en una gran variedad de funciones. La baja disponibilidad de fósforo inorgánico (Pi) es uno de los principales factores limitantes en muchos sistemas agrícolas de bajos insumos de todo el mundo. Por tanto, los investigadores del proyecto financiado por la Unión Europea IMPACT (Improved millets for phosphate acquisition and transport) se propusieron mejorar la eficacia del uso del fósforo en el mijo (Setaria italica), una especie de cultivo de gran importancia.

Varios miembros de la familia de proteínas de membrana de trasporte PHt1 están implicados tanto en la absorción de Pi del suelo como en su distribución dentro de la planta. Los investigadores de IMPACT caracterizaron las proteínas PHt1 en S. italica con el fin de descubrir si el nivel de expresión o la afinidad de sustrato es un método adecuado para mejorar la eficacia del uso del fósforo en esta planta.

Un total de cincuenta y cuatro genotipos diferentes de S. italica fueron cultivados en un medio inerte sin nutrientes (perlita) y se les suministró una solución que contenía concentraciones bajas o altas de Pi. Posteriormente, se llevó a cabo un fenotipaje pormenorizado de las plántulas para ambos tratamientos de Pi. Todos los genotipos presentaron una buena variabilidad fenotípica tanto en concentraciones bajas como altas de fósforo, y el genotipo 1851 presentó la mejor respuesta a concentraciones bajas de Pi.

Las semillas producidas por las diferentes variedades de S. italica también fueron analizadas mediante su cultivo en suelos naturales con concentraciones altas y bajas de Pi. Además se estudió toda una serie de caracteres de las plantas y el genotipo 663 mostró la mejor respuesta a suelo pobres en Pi. El genotipo 1851, que proporcionó los mejores resultados en los experimentos de invernadero, también exhibió un buen rendimiento en condiciones naturales.

Los investigadores emplearon veintiséis secuencias repetidas simples del mijo en aras de descubrir el polimorfismo genético y el marcador molecular asociado con la eficacia del uso del fósforo en estos genotipos. En conjunto, se descubrió que el marcador SIGMS4692 es el marcador molecular más relevante asociado con los caracteres vinculados con la tolerancia a concentraciones bajas de Pi en S. italica.

Finalmente, también se llevaron a cabo experimentos de mutagénesis dirigida en el mijo con miembros silvestres de la familia de proteínas PHt1 y se seleccionaron varios de los mutantes obtenidos para comprobar posteriormente su rendimiento aplicando diferentes tratamientos con fósforo. Los mutantes con las proteínas transportadoras SiPHT1;2 y SiPHT1;7 mostraron un mayor crecimiento, que fue parecido al obtenido con el genotipo de control positivo PHO84 en condiciones de baja disponibilidad de Pi.

En conjunto, los estudios moleculares realizados por los socios de IMPACT ayudarán a mejorar tanto la eficacia del uso del fósforo en S. italica como la productividad en otros cultivos, permitiendo así una agricultura sostenible con un menor aporte de fertilizantes fosfatados sintéticos.

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Palabras clave

Fosfato, cultivos, fósforo inorgánico, mijo, Setaria italica, Pht1
Número de registro: 181073 / Última actualización el: 2016-04-21
Dominio: Medio ambiente
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