Laboratory of Plant Molecular Ecophysiology

ste nuevo Laboratorio Interdepartamental se ha creado recientemente por los Drs. José M. Colmenero-Flores (Grupo RIH, Dept. Biotecnología Vegetal) y Antonio Díaz-Espejo (Grupo REC, Dept. Protección del Sistema Suelo, Planta, Agua), con el objeto de integrar y fortalecer sus diferentes pero complementarias disciplinas. El grupo RIH contribuye con su experiencia en el estudio de los mecanismos fisiológicos y moleculares que regulan el transporte iónico y las respuestas de las plantas a estrés abiótico (déficit hídrico y salinidad). El grupo REC aporta su conocimiento en fisiología, en especial en los mecanismos de respuesta al estrés hídrico y su experiencia en el uso de modelos mecanísticos de regulación estomática y de la fotosíntesis.

Actualmente, el LEM desarrolla dos líneas de investigación principales:

1. Cómo la nutrición de cloruro (Cl⁻) altera la capacidad de las plantas para usar eficientemente el agua, el carbono y el nitrógeno, con la finalidad de mejorar la resistencia a sequía, la producción y la calidad de los cultivos. Recientemente hemos demostrado que la nutrición de Cl⁻ a niveles de macronutriente es beneficiosa para el crecimiento vegetal ya que altera el desarrollo de células foliares, reduciendo el consumo hídrico y aumentando la la difusión de CO₂ y por tanto la eficiencia en el uso del agua: Franco-Navarro et al. (2019). Plant J 99, 815–831.

El proyecto europeo ChlorPlant (H2020-MSCA-IF-CAR) recién concedido al Dr. Miguel A. Rosales permitirá profundizar en cómo el Cl⁻ modula los efectos del manejo del agua sobre el desarrollo vegetal, la fotosíntesis, el mantenimiento del turgor, la producción y calidad de los frutos y la resistencia a la sequía en plantas de tomate. Este proyecto de 3 años integrará los modelos punteros de fotosíntesis y conductancia estomática en un modelo mecanístico a nivel de planta completa, el cual incluirá técnicas de fenotipado de vanguardia. ChlorPlant abordará 2 importantes retos Europeos con beneficios agrícolas esperados: ayudando a aumentar la eficiencia en el uso del agua en zonas áridas y semi-áridas  afectadas  por  el  cambio  climático,  y  reduciendo el uso excesivo y la contaminación por nitratos en la agricultura, tanto en aguas continentales como por su acumulación tóxica en cultivos de consumo fresco (hortalizas). Mas información: https://cordis.europa.eu/project/id/895613.

2. En una segunda línea de investigación, estudiamos la variabilidad genotípica y fenotípica de genotipos silvestres de olivo (Colección SILVOLIVE) y su importancia para mitigar los efectos del cambio climático. La colección SILVOLIVE incluye 146 genotipos pertenecientes a las 6 subespecies conocidas de O. europea. Estos genotipos nos permite abordar la problemática del impacto del cambio climático sobre la productividad agrícola con dos enfoques relacionados: la respuesta al estrés hídrico y la mitigación del cambio climático a través de la mejora de la captura y retención natural del CO₂ en las plantas bajo condiciones de sequía.

Hemos identificado genotipos silvestres de olivo menos afectados por la falta de agua debido a la estimulación por sequía del desarrollo de la raíz y de una mayor área del xilema en relación al área foliar. Esto permite mayor capacidad de  absorción y conducción de agua con menor riesgo de fallo hidráulico: Hernandez-Santana et al. (2019) Front Plant Sci 10: 291

En cuanto a la mitigación del cambio climático,  proponemos una solución que permita aumentar la capacidad de absorción y almacenamiento de CO₂ atmosférico en regiones áridas o suelos degradados. Concretamente, nuestro primer objetivo es identificar los genotipos silvestres de olivo de la colección SILVOLIVE que, al tiempo que son capaces de crecer en regiones áridas y prevenir la desertificación, produzcan una mayor cantidad de biomasa subterránea, con mayor capacidad de acumulación de polímeros estables en la raíz (suberina y lignina) para inmobilizar mayores cantidades de CO₂ durante más tiempo.

El Grupo LEM colabora estrechamente y transfiere resultados a empresas de los sectores agroalimentario y viverista.

MIEMBROS DEL LABORATORIO – LEM

Grupo RIH                                                                              Grupo REC

	Dr. José M. Colmenero Flores Científico Titular CSIC chemacf@irnase.csic.es		Dr. Antonio Díaz Espejo Investigador Científico CSIC a.diaz@csic.es
	Dr. Miguel A. Rosales Villegas Responsable – ChlorPlant Postdoc MSCA mrosales@irnas.csic.es		Dra. Virginia Hernández Santana Postdoc virginiahsa@irnas.csic.es
	Pablo Díaz Rueda Doctorando pdiaz@irnas.csic.es		Dra. Celia M. Rodríguez Domínguez Postdoc JdC crodriguez@irnas.csic.es
	Marta Lucas Gutiérrez Doctoranda mlucas@irnas.csic.es		Javier Pichaco García Doctorando j.pichaco@irnas.csic.es