Laboratorio Interdepartamental de Ecofisiología Molecular de Plantas (LEM)

 

Este 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).

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

Dr. Antonio Díaz Espejo

Investigador Científico CSIC

Dr. Miguel A. Rosales Villegas

Postdoc MSCA

Dra. Virginia Hernández Santana

Postdoc

Pablo Díaz Rueda

Doctorando

Dra. Celia M. Rodríguez Domínguez

Postdoc JdC

Marta Lucas Gutiérrez

Doctoranda

Javier Pichaco García

Doctorando