En un contexto donde la salinidad del suelo compromete la productividad agrícola global, la ciencia busca aliados invisibles pero poderosos bajo nuestros pies: los microorganismos del suelo.
La salinidad del suelo se ha convertido en uno de los principales desafíos para la agricultura, afectando a más del 20% de las tierras agrícolas, según la FAO. Este fenómeno, que implica la acumulación de sales solubles como sodio, magnesio y calcio en el suelo, restringe la capacidad de las plantas para absorber agua y nutrientes esenciales para su desarrollo. Además, prácticas inadecuadas en el manejo de los suelos agrícolas, como el riego excesivo sin un control apropiado, la deforestación y la urbanización, agravan esta problemática. Investigaciones científicas han demostrado que una irrigación incorrecta puede conducir a la concentración de sales en el suelo debido a la evaporación del agua, lo que, a su vez, impacta negativamente en la productividad de los cultivos.
Con el cambio climático alterando los patrones de precipitación y elevando las temperaturas, la salinidad está en expansión, poniendo en riesgo la seguridad alimentaria mundial y afectando cultivos fundamentales en diversas regiones. Este contexto de sobreexplotación y manejo inadecuado de los recursos hídricos no solo intensifica el estrés salino, sino que también contribuye a la degradación del suelo, un fenómeno ampliamente documentado que compromete su capacidad de regeneración y tiene repercusiones directas en la biodiversidad y los ecosistemas1.
El aumento de la salinidad representa uno de los retos más apremiantes en la agricultura contemporánea. Sin embargo, la comunidad científica está enfrentando este problema de manera proactiva, desarrollando soluciones innovadoras. En este contexto, la secuenciación de nueva generación (NGS, por sus siglas en inglés) se destaca como una tecnología prometedora. Los avances en NGS han permitido a los investigadores examinar los genomas de las plantas con una precisión notable, facilitando la identificación de genes clave relacionados con la resistencia al estrés salino. La combinación de NGS con estudios genéticos ha impulsado el progreso en la mejora de cultivos a través de la ingeniería genética, con el objetivo de transferir características de tolerancia a la sal desde plantas halófilas, resistentes a altas concentraciones de sal, hacia cultivos más sensibles2. Este enfoque representa una vía estratégica clave para desarrollar cultivos más resilientes al estrés salino, contribuyendo así a mejorar la productividad agrícola en suelos afectados y a garantizar la seguridad alimentaria en el futuro.
Asimismo, la secuenciación de ADN de nueva generación ha permitido avances significativos en el estudio de la microbiota del suelo, un conjunto de microorganismos (bacterias, hongos, actinobacterias y otros microorganismos) que habitan en él y que desempeñan un papel crucial en la salud del suelo y en el desarrollo de las plantas3, 4. Los estudios de metagenómica y bioinformática están brindando una perspectiva más clara y profunda sobre la diversidad microbiana presente en los suelos, especialmente en aquellos afectados por salinidad, y de cómo esta microbiota puede influir en la capacidad de las plantas para tolerar condiciones adversas. Un suelo equilibrado y rico en biodiversidad microbiana favorece la resiliencia de las plantas frente a diversas condiciones de estrés, mejorando así la productividad agrícola. Por lo tanto, la comprensión y gestión adecuada de la microbiota del suelo, especialmente en suelos salinos, se presentan como herramientas clave para promover prácticas agrícolas más sostenibles y eficientes.
La microbiota halófila de los suelos salinos juega un papel crucial en la capacidad de las plantas para gestionar el estrés salino. A través de la NGS, se pueden identificar y caracterizar detalladamente los microorganismos presentes en estos suelos, en particular aquellos adaptados a condiciones de alta salinidad. La NGS permite «mapear» la diversidad microbiana, facilitando la identificación de bacterias y hongos específicos que aportan beneficios a las plantas, así como su potencial metabólico. Existen microorganismos, incluyendo ciertos hongos y bacterias, capaces de producir compuestos bioactivos que actúan como barreras protectoras para las raíces de las plantas, atenuando los efectos adversos de la salinidad5, 6. Este enfoque molecular ofrece nuevas oportunidades para el desarrollo de inoculantes microbianos basados en estos microorganismos beneficiosos, que podrían aplicarse directamente en suelos salinos con el fin de aumentar la productividad agrícola de manera más sostenible y resiliente. De este modo, el uso de estas tecnologías permite minimizar la dependencia de productos químicos que, aunque efectivos en algunos casos, pueden tener repercusiones negativas en los ecosistemas y la salud humana.
«La NGS permite «mapear» la diversidad microbiana, facilitando la identificación de bacterias y hongos específicos que aportan beneficios a las plantas, así como su potencial metabólico»
Este enfoque, que combina el estudio de la microbiota del suelo con tecnología NGS, no solo ofrece una estrategia más eficiente para abordar la salinidad, sino que también promueve prácticas agrícolas sostenibles al fomentar la salud del suelo a largo plazo y minimizar el impacto ambiental. En este sentido, la microbiota del suelo se presenta como un aliado crucial para afrontar uno de los mayores retos agrícolas del siglo XXI.
Desde nuestro laboratorio en CARTIF, contamos con las capacidades tecnológicas y el conocimiento necesario para estudiar y caracterizar tanto la microbiota del suelo como su interacción con las plantas bajo condiciones de estrés salino. A través del uso de herramientas de secuenciación de nueva generación (NGS), análisis bioinformáticos y ensayos moleculares, podemos identificar microorganismos beneficiosos que favorezcan la salud del suelo y la resiliencia de los cultivos, contribuyendo así al desarrollo de prácticas agrícolas más sostenibles y adaptadas a los desafíos ambientales actuales.
1 Global status of salt-affected soils, Foro Internacional del Suelo y el Agua. 2024 Bangkok. Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO).
2 Singh AK, Pal P, Sahoo UK, Sharma L, Pandey B, Prakash A, Sarangi PK, Prus P, Pașcalău R, Imbrea F. Enhancing Crop Resilience: The Role of Plant Genetics, Transcription Factors, and Next-Generation Sequencing in Addressing Salt Stress. Int J Mol Sci. 2024 Nov 22;25(23):12537. doi: 10.3390/ijms252312537.
3 Frąc M, Hannula SE, Bełka M, Jędryczka M. Fungal Biodiversity and Their Role in Soil Health. Front Microbiol. 2018 Apr 13;9:707. doi: 10.3389/fmicb.2018.00707.
4 Mishra A, Singh L, Singh D. Unboxing the black box-one step forward to understand the soil microbiome: A systematic review. Microb Ecol. 2023 Feb;85(2):669-683. doi: 10.1007/s00248-022-01962-5.
5 Pérez-Inocencio J, Iturriaga G, Aguirre-Mancilla CL, Vásquez-Murrieta MS, Lastiri-Hernández MA, Álvarez-Bernal D. Reduction in Salt Stress Due to the Action of Halophilic Bacteria That Promote Plant Growth in Solanum lycopersicum. Microorganisms. 2023; 11(11):2625. doi:10.3390/microorganisms11112625.
6 Adomako MO, Roiloa S, Yu FH. Potential Roles of Soil Microorganisms in Regulating the Effect of Soil Nutrient Heterogeneity on Plant Performance. Microorganisms. 2022 Dec 3;10(12):2399. doi: 10.3390/microorganisms10122399.
