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Tolerancia a la sal en cultivos agrícolas


A través de la historia humana, la presión ambiental debido a la alta concentración de sal en el suelo se mantiene como uno de los más serios actores que limitan la productividad agrícola en una proporción cada vez más preocupante.

Se estima que más de una tercera parte de toda la tierra irrigada está afectada por la salinidad, excluyendo las regiones clasificadas como áridas y desiertos, que abarcan el 25% de la superficie total de tierras del planeta.

Esta continua pérdida de suelos agrícolas debido a la salinización está directamente en conflicto con las necesidades de la población mundial, proyectada a incrementarse en 1,5 mil millones en los siguientes 20 años, lo cual presenta un formidable desafío de mantener el suministro de alimentos.

Investigan con tomate y canola

Las plantas salvajes que toleran la sal y crecen en ambientes salinos tienen altos niveles intracelulares de sal. Un componente importante del ajuste osmótico en estas células es logrado por la absorción de iones inorgánicos, lo que sugiere que estas plantas pueden tolerar altos niveles de sales dentro de sus células.

Las plantas pueden utilizar tres estrategias para mantener una concentración baja del sodio: por exclusión, por compartimentación, y por secreción del sodio.

Una concentración de sal de 200 mm es equivalente al 40% de la concentración de sal del agua de mar e inhibirá el crecimiento de casi todas las plantas cultivadas.

Eduardo Blumwald liderando un equipo de científicos norteamericanos comenzó en 1999 a desarrollar plantas de tomates y canola usando la ingeniería genética, para volverlas tolerantes a elevados niveles de sal.

Blumwald cultivó a la par plantas silvestres y variedades genéticamente modificadas para comparar resultados.

Las plantas silvestres de tomate fueron seriamente inhibidas por la presencia de 200 mm de cloruro de sodio en una solución de crecimiento; muchas de las plantas murieron o fueron severamente afectadas. En tanto que las plantas transgénicas crecieron, florecieron y dieron frutos.

La sal se queda en las hojas

La respuesta a la tolerancia la encontraron los científicos en las hojas de la planta, en donde se comprobó una acumulación vacuolar mejorada de los iones de sodio. Esas hojas acumularon casi el 1% de su peso en sodio, en tanto que las frutas mostraron solamente un aumento marginal en contenido de sodio y un incremento de 25% en contenido de potasio.

Una estrategia similar fue utilizada por Blumwald paras modificar genéticamente al Brassica napus, conocido comúnmente como Canola, uno de los más importantes cultivos para extracción de aceite en todo el mundo.

Una construcción que contenía el gen AtNHX, codificado con porción vacuolar de sodio e hidrógeno de la planta Arabidopsis thaliana, fue introducida en el genoma de la Canola.

Las plantas silvestre y transgénica no fueron afectadas al ser cultivadas con sólo 10mm de cloruro de sodio en la solución.

El panorama cambió con la presencia de 200 mm de cloruro de sodio en la solución de crecimiento, las plantas silvestres fueron afectado seriamente, mientras que las plantas transgénicas crecían, florecían y producían semillas.

Durante el mismo experimento, las plantas tansgénicas de canola cultivadas en 200 mm de cloruro de sodio produjeron similar cantidad de semillas que las plantas silvestres cultivadas con salinidad baja.

Los análisis cualitativos y cuantitativos del contenido del aceite no mostraron ninguna diferencia significativa entre las semillas de plantas silvestres crecidas con salinidad baja frente a las plantas transgénicas cultivadas en alta salinidad.

Incorporar la ingeniería genética

La degradación de la región agrícola y de las fuentes de agua es el resultado de prácticas agrícolas intensivas empleadas por muchos años en países en vías de desarrollo. Estas prácticas se deberían cambiar a un uso más sostenible de esos recursos.

Por ejemplo, mezclar cultivos perennes con árboles aliviaría la acumulación de sodio y de otras sales en las capas superiores del suelo. No obstante, este tipo de cambio en los sistemas agrícolas y el desarrollo de nuevos productos es probablemente un proceso largo y difícil, puesto que requerirá el uso de nuevas tierras y no tocará el problema en las áreas actualmente cultivadas.

El desarrollo y uso de cultivos tolerantes a niveles altos de salinidad es una solución práctica. Aunque la investigación convencional sobre cultivos tolerantes a la sal tiene muchos años, la ausencia de logros en la generación de variedades tolerantes sugiere que esos esfuerzos son insuficientes, y que para lograr el éxito, cualquier programa debería incluir a la ingeniería genética.

Las plantas transgénicas de canola cultivadas por el científico Blumwald en condiciones de alta salinidad, acumularon sodio hasta en un 6% de su peso seco total.

Tomando en consideración que una planta de canola puede llegar a tener 2 kilos de peso fresco ó 300 gramos de peso seco, cada planta puede acumular 18 gramos de sodio cuando crece en presencia de 200 mm de cloruro de sodio.

Esta significativa cantidad de sodio tomado por la planta transgénica sugiere que, además del valor como un cultivo agronómico, esta planta puede ser usada como un componente necesario para recuperar suelos salinos.





 

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