Los microorganismos forman comunidades dinámicas con las plantas, proporcionando beneficios como la adquisición de nutrientes y la tolerancia al estrés. Comprender cómo estos microorganismos se ven afectados por factores ambientales como el clima, las características fisicoquímicas del suelo y las condiciones de cultivo son esencial para mejorar la resiliencia de las plantas en respuesta al cambio climático.

En este contexto, el Grupo de Investigación Reconocido “Ecología y Biotecnología Microbiana”, dirigido por la catedrática del Departamento de Microbiología y Genética de la Universidad de Salamanca Martha E. Trujillo, internacionalmente reconocida por sus estudios de Ecología y Sistemática Microbiana, ha publicado el trabajo titulado "Unraveling the dynamic interplay of microbial communities associated to Lupinus angustifolius in response to environmental and cultivation conditions" en el que se estudian los efectos del cambio climático sobre las comunidades microbianas asociadas a plantas.

Así, la revista Science of The Total Environment recoge la investigación liderada por la científica del GIR Maite Ortúzar y realizada en colaboración con otro de sus miembros, Raúl Riesco, y con los investigadores Pilar Alonso y Marco Criado del Área de Edafología y Química Agrícola de la USAL, enfocada en el estudio de Lupinus angustifolius, una interesante leguminosa nativa de Europa con gran resiliencia al estrés que se presenta como una importante alternativa a la soja en la nutrición animal y humana por su alto valor proteico.

Cabe recordar que la Unión Europea depende en gran medida de las importaciones de soja (> 70%) como fuente de proteína, ya que la producción local apenas cubre el 5% de la demanda, importando el resto de países como EE. UU. y China. Por lo que, “se hace necesario explorar fuentes locales alternativas para reducir esta dependencia”, informa Maite Ortúzar a Comunicación USAL.

Lupinus angustifolius, una década de investigación en la USAL

El GIR “Ecología y Biotecnología Microbiana” lleva estudiando la interacción entre las plantas y los microorganismos desde hace más de una década en sus dependencias de la Universidad de Salamanca, ubicadas en el Edificio Departamental del Campus Unamuno, y es ahora cuando el grupo de investigación ha caracterizado por primera vez el microbioma asociado a la planta leguminosa Lupinus angustifolius.

Uno de los datos a destacar sobre esta planta es que crece en suelos pobres debido a su capacidad para fijar nitrógeno. Precisamente, la adaptación de la especie a este tipo de suelos “se debe, en parte, a la microbiota asociada a sus raíces, ya que le aporta protección frente al estrés abiótico derivado de factores como la sequía y/o las altas temperaturas”, subraya Ortúzar.

Diferencias entre plantas silvestres y cultivadas

Los resultados del trabajo apuntan que la principal diferencia en las comunidades microbianas del suelo asociado a las plantas está relacionada con las propiedades edáficas, aunque factores ambientales como la temperatura, la humedad o las precipitaciones también influyen en la composición de las comunidades microbianas que interactúan con la planta.

Para el trabajo, los científicos de la USAL también analizaron las comunidades bacterianas asociadas a la rizosfera, las raíces, los nódulos y las hojas de plantas silvestres recogidas en el campo y de plantas cultivadas en invernadero, pero utilizando semillas recogidas en el campo. Una metodología que les permitió observar que la composición de la microbiota en las plantas silvestres y en las cultivadas en invernadero es muy diferente, siendo las primeras menos susceptibles a cambios ambientales.

Trabajo de campo del proyecto desarrollado por el GIR “Ecología y Biotecnología Microbiana” de la Universidad de Salamanca USAL

En palabras de Martha E. Trujillo, “los resultados pueden servir para identificar microorganismos clave que pueden desempeñar un papel esencial en el desarrollo y adaptación de la planta huésped a los cambios ambientales teniendo en cuenta la migración de especies hacia latitudes más frías”. Asimismo, este trabajo también resalta “la importancia de estudiar los microbiomas de las plantas en sus hábitats naturales”, afirma la catedrática.

Actualmente, el grupo de investigación está trabajando en el proyecto LUPIBIOME, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, estudiando los efectos del cambio climático sobre las plantas y varias especies vegetales. Al respecto, “hay que destacar que las plantas son las que seleccionan los microorganismos del suelo que se asocian a ellas, de ahí la importancia de estudiar toda la evolución de las comunidades microbianas desde el suelo al interior de la planta”, concluyen desde el GIR de la USAL.

La científica Maite Ortúzar en el laboratorio ubicado en el Edificio Departamental de la USAL USAL