Efectos de microorganismos rizosféricos autóctonos (bacterias y hongos micorrízico arbusculares) sobre la tolerancia de las plantas al déficit hídrico en zonas semiáridas: mecanismos implicados

Programa de Docotorado en Biología Fundamental y de Sistemas.Los efectos negativos del cambio climático global aumentarán en los próximos años. Las alteraciones climatológicas afectan el desarrollo de las plantas y tales cambios son especialmente acentuados en zonas caracterizadas por clima semiárido (Denby & Gehring, 2005). El estrés por sequía afecta particularmente a las relaciones hídricas así como, a respuestas fisiológicas más o menos específicas (Beck et al., 2007), causando un efecto perjudicial importante en el crecimiento y la nutrición de la planta. De hecho, la sequía se considera como la causa principal de la disminución de la productividad de las plantas en todo el mundo (Vinocur & Altman, 2005). En las zonas semiáridas mediterráneas del sureste de España, las escasas e irregulares precipitaciones, y un largo y seco periodo de verano han contribuido drásticamente a la aceleración de los procesos de degradación del suelo. Los cambios originados como consecuencia de la pérdida de las comunidades naturales de plantas vienen precedidos por la degeneración de las propiedades físicas y químicas del suelo, además de por una pérdida o reducción de la actividad microbiana de los mismos. Se han sugerido varias estrategias para paliar los efectos negativos de la sequía (Warren, 1998). Las estrategias más exploradas han sido el cultivo de variedades tolerantes y el uso de la ingeniería genética. Sin embargo, una estrategia alternativa es inducir la tolerancia al estrés por sequía, mediante el uso de microorganismos beneficiosos como hongos micorrízicos arbusculares (MA) y rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR). Las plantas, en su desarrollo, interactúan con los microorganismos del suelo, y ello puede conducir a que sean más eficientes y tolerantes ante las limitaciones ambientales como la sequía. El funcionamiento y la estabilidad de los ecosistemas terrestres dependen en gran medida de la diversidad y composición de especies de su cubierta vegetal. Actualmente se acepta que la diversidad y actividad de la microbiota edáfica es la base de uno de los mecanismos que más contribuyen a la conservación del suelo, al desarrollo y mantenimiento de la cubierta vegetal y por consiguiente, a la estabilidad y funcionamiento del ecosistema. Este trabajo se encuadra dentro de un proyecto que se basa en el estudio de la recuperación de suelos semiáridos y degradados. La zona seleccionada se localiza en el sureste peninsular de España, en el Parque Ecológico (Vicente Blanes), en Molina de Segura, de la provincia de Murcia. Mediante la utilización de microorganismos autóctonos beneficiosos se pretende fomentar la disponibilidad de nutrientes de las plantas y la tolerancia al déficit hídrico. El objetivo principal de la tesis doctoral es el aislamiento y selección de los microorganismos autóctonos (bacterias y hongos formadores de micorriza arbusculares), que proporcionan beneficio sobre el desarrollo vegetal en dichas zonas desertificadas e incrementar el conocimiento de tal actividad y los mecanismos responsables de la misma. Para lograr dicho objetivo general se realizaron los siguientes objetivos específicos que se presentan en capítulos sucesivos que conforman este trabajo de investigación orientado a desarrollar biotecnologías que faciliten la recuperación de la cubierta vegetal en zonas semiáridas. · Aislamiento, selección e identificación de bacterias autóctonos (en base a su actividad promotora del crecimiento vegetal) y estudio del mantenimiento de las mismas en condiciones de estrés hídrico severo y prolongado orientado a su uso como inóculo en plantas autóctonas en condiciones de sequía típica de la zona. · Determinar el carácter más o menos generalista o específico de la actividad PGPR (plant growth-promoting rhizobacteria) y capacidad de incrementar la tolerancia al estrés hídrico en plantas inoculadas. · Estudio de los cambios en la biodiversidad microbiana en suelos rizosféricos en diferentes especies vegetales autóctonas tras la inoculación microbiana. · Aislamiento, identificación y aplicación de los ecotipos autóctonos más abundantes de hongos formadores de micorrización arbuscular, y verificación del efecto de los distintos aislados fúngicos o su mezcla y la interacción con la bacteria autóctona Bacillus thuringiensis. Estudio del cambio en la estructura funcional de la rizosfera provocado por la inoculación. · Efecto comparativo entre la aplicación de los microorganismos autóctonos beneficiosos seleccionados y el uso de fertilizantes (P y/o K) frente a tolerancia al estrés hídrico en planta autóctona. · Validar los beneficios del uso de microorganismos autóctonos de un área natural mediterránea degradada, en plantas de importancia agronómica como el maíz. Y estudio de las alteraciones moleculares relacionadas con la expresión de genes acuaporina de maíz.Beca predoctoral concedida por el Ministerio de Ciencia e Innovación asociada al proyecto, AGL2009-12530-C02-02, titulado "Aplicacion De Hongos Am Y Otros Microorganismos Beneficiosos Como Estrategia Para Incrementar La Disponibilidad De P Y La Eficiencia Del Uso Del Agua En La Revegetacion De Zonas Semiaridas Mediterrane". Junto a una beca de movilidad para estancias breves, concedida por el Ministerio de Economía y Competitividad.Peer reviewe