Characterization of beneficial microbial interactions with Brassicaceae species under saline stress
S’estima que més del 10% dels sòls del planeta estan afectats per la salinitat, un problema creixent que limita greument la producció agrícola i esdevé un dels principals reptes actuals. En aquest escenari, garantir el rendiment dels cultius sota condicions salines és fonamental. La microbiota assoc...
| Autor: | |
|---|---|
| Formato: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | España |
| Recursos: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/695663 |
| Acesso em linha: | http://hdl.handle.net/10803/695663 |
| Access Level: | acceso embargado |
| Palavra-chave: | Salinitat Salinity Salinidad PGPB Brassicàcies Brassicaceae Brasicáceas Ciències Experimentals 57 |
| Resumo: | S’estima que més del 10% dels sòls del planeta estan afectats per la salinitat, un problema creixent que limita greument la producció agrícola i esdevé un dels principals reptes actuals. En aquest escenari, garantir el rendiment dels cultius sota condicions salines és fonamental. La microbiota associada a les plantes, especialment els bacteris promotors del creixement vegetal, juga un paper clau en l’adaptació a condicions ambientals adverses. Aquesta tesi té com a objectiu estudiar el rol de la microbiota de la rizosfera de poblacions de Brassica fruticulosa adaptades a sòls salins de naturalesa neutra i alcalina. Així mateix, s’ha explorat l’efecte de la inoculació, tan individual com en consorci, dels seus bacteris promotors del creixement vegetal en plantes de Sinapis alba sotmeses a tractaments de salinitat neutra i alcalina de manera per separat. La inoculació de la microbiota de la rizosfera de poblacions de B. fruticulosa tolerants a la salinitat va millorar la tolerància a la salinitat de poblacions sensibles en condicions de salinitat neutra. Seguidament, es va aïllar la seva comunitat bacteriana, i es van seleccionar 15 soques d’acord amb la seva tolerància a la salinitat i el seu rendiment in vitro en diversos mecanismes responsables de la promoció del creixement vegetal. D’aquestes 15, únicament 5 van ser capaces de millorar el creixement de poblacions sensibles de B. fruticulosa en condicions de salinitat neutra, quan van ser inoculades individualment. Per aquest motiu, els mecanismes promotors del creixement prèviament identificats van ser reavaluats sota diferents nivells de salinitat neutra. La salinitat va afectar de manera significativa el rendiment, potenciant-lo o reprimint-lo segons la soca i la concentració de sal. No obstant això, tres soques (R52, R60 i T7) van presentar una activitat consistent entre els tractaments. La seva inoculació individual en plantes de Sinapis alba va afavorir la tolerància de la planta a la salinitat. Tanmateix, en l’assaig de productivitat, en què es van comparar inoculacions individuals i en consorci, la soca T7 va destacar, mostrant el millor rendiment vegetal quan es va aplicar individualment. Estudis posteriors centrats en salinitat alcalina van revelar que la microbiota de la rizosfera de poblacions de B. fruticulosa tolerants millorava la tolerància a aquest estrès combinat en plantes sensibles. De l’aïllament d’aquesta microbiota, les soques E1 i E14 van ser seleccionades. Juntament amb R60 i T7, van mantenir les seves capacitats promotores del creixement amb lleugeres variacions en condicions salines. La seva inoculació (individual i en consorci) en S. alba va mostrar que l’aplicació individual de T7 promovia la producció de forma consistent en els tractaments salins. Per aprofundir en la caracterització de T7, es va assemblar el seu genoma i es va identificar com a Pantoea agglomerans. L’anàlisi de transcriptòmica d’arrels de S. alba inoculades o no amb T7 va revelar una forta resposta gènica diferencial deguda a la inoculació. Es van detectar gens sobreexpressats relacionats amb l’absorció de nutrients i l’homeòstasi del ferro, així com una resposta a l’estrès més intensa en les plantes inoculades amb la soca T7, tant en condicions de salinitat neutra com alcalina. A més, el bacteri T7 va evidenciar una capacitat per modular l’Estratègia I d’absorció de ferro de la planta, contribuint a una millora vegetal en situacions de deficiència d’aquest micronutrient. Aquests resultats demostren que les microbiotes adaptades a sòls salins constitueixen una font valuosa de bacteris beneficiosos, capaços de mitigar l’estrès salí en les plantes. En particular, la soca T7 va evidenciar un elevat potencial com a bioinoculant, amb aplicacions prometedores en estratègies agrícoles sostenibles en zones afectades per la salinitat. A més, obre noves perspectives per a l’estudi de les interaccions planta-microorganisme en ambients adversos. |
|---|