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TÍTULO DEL PROYECTO: El metaboloma de la raíz: una vía para controlar el estrés por metales en los cultivos
INVESTIGADORES PRINCIPALES: Ana Álvarez-Fernández, Javier Abadía

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RESUMEN

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Las deficiencias de metales esenciales para las plantas, incluyendo las de hierro (Fe) y zinc (Zn), se encuentran entre los principales estreses abióticos de los cultivos, y causan malnutrición de la población en grandes áreas del mundo. La absorción de nutrientes se lleva a cabo por las raíces, que detectan inmediatamente la falta de dichos metales esenciales. En la raíz, la producción y secreción de metabolitos con diversas funciones es una parte importante de las adaptaciones de las plantas al estrés. Una vez en la rizosfera, los metabolitos secretados pueden movilizar directamente formas poco solubles de metales (óxidos de Fe), así como atraer, repeler, inhibir o eliminar la biota existente. La metabolómica (estudio a gran escala de metabolitos dentro de organismos, tejidos o células) y su sub- campo exometabolómica (caracterización de metabolitos extracelulares) son herramientas prometedoras para descifrar redes metabólicas en plantas relacionadas con el estrés. Los objetivos del proyecto son: i) aumentar los conocimientos sobre las adaptaciones metabólicas de las raíces frente a los estreses de metales en cultivos, estudiando la forma en la que algunas especies responden a las deficiencias de Fe y Zn; ii) descifrar las funciones de una serie de metabolitos secretados por las raíces en la tolerancia al estrés metálico, estudiando la interacción entre los exudados y la pared celular de la raíz, los componentes del suelo y el microbioma de la raíz bajo estrés por Fe y Zn, y iii) establecer un marco basado en el conocimiento para suministrar metales a las plantas aprovechando la exudación por las raíces mediante aplicaciones exógenas de metabolitos para prevenir la deficiencia de Fe. Todos los datos -ómicos del proyecto serán FAIR, siendo accesibles tras la finalización del proyecto, lo que hará posible su re-análisis. Además, los resultados se diseminarán tanto en foros científicos como en audiencias más amplias durante todo el proyecto. Una mejor comprensión del metaboloma de las raíces de las plantas y de las adaptaciones al estrés por metales en los cultivos contribuiría no solo a resolver problemas agrícolas como las deficiencias y toxicidades de metales, sino también a mejorar el contenido de micronutrientes en los alimentos vegetales. Todo esto está en línea con los Retos Sociales 2 y 5 del Plan Estatal de Investigación 2017-2020 y el Cluster 5 del Pilar 2 del Programa Europeo Horizonte Europa 2021-2027. El reto de poder producir suficientes alimentos para alimentar a una población en aumento es cada vez mayor, y los conocimientos sobre el metaboloma de las raíces y su interacción con el medio ambiente será muy relevante en el futuro. Esta propuesta es continuación del proyecto AGL2016-75226-R, y mantiene la línea de investigación del grupo sobre el estudio de la homeostasis de metales en plantas a nivel de raíz. La novedad se basa en el enfoque holístico para conocer los cambios en los metabolitos de las plantas relacionados con la homeostasis de los metales, con el objeto de establecer un marco para explotar estas adaptaciones en la producción de cultivos. El Equipo de Investigación está integrado por tres científicos en plantilla del CSIC, y el Equipo de Trabajo está compuesto por tres científicos extranjeros (Francia, Alemania y Australia), un predoctoral y un graduado en funciones técnicas.