Microorganismos que salvan cosechas: así consigue la UMH de Elche que tomates y maíz resistan al cambio climático

El cambio climático está poniendo a prueba a la agricultura con dos amenazas cada vez más presentes: la falta de agua y la salinización de los suelos. Ante ese escenario, investigadores del Instituto de Bioingeniería de la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH), en colaboración con la empresa Atlántica Agrícola SA, han desarrollado nuevas formulaciones de bioestimulantes capaces de mejorar el crecimiento y la resistencia del maíz y del tomate en condiciones de estrés hídrico y salino, sin recurrir a fertilizantes industriales convencionales.

Los resultados, publicados en las revistas Plant Stress y Plants, muestran mejoras significativas en la biomasa, el contenido de agua, el desarrollo de las raíces y la supervivencia de las plantas. El trabajo abre una vía de interés para cultivos estratégicos especialmente sensibles a la sequía y a la salinidad, dos fenómenos que ya afectan de lleno a zonas costeras, regadíos intensivos y territorios expuestos al uso de aguas de menor calidad.

Microorganismos aliados de las plantas

La investigación parte de una realidad cada vez más visible en el campo: la subida del nivel del mar favorece la entrada de agua salada en los acuíferos, mientras que las sequías obligan a utilizar aguas de riego de peor calidad. Esa combinación frena el crecimiento vegetal, reduce el rendimiento de los cultivos y compromete la sostenibilidad de la producción alimentaria.

“Por eso es fundamental desarrollar herramientas sostenibles basadas en la evidencia que ayuden a las plantas a tolerar mejor estas condiciones extremas, especialmente en zonas costeras y regiones sometidas al riego intensivo”, explica el catedrático de Genética de la UMH José Manuel Pérez Pérez, responsable del laboratorio de Genética de la Regeneración y el Desarrollo Reproductivo en Plantas, Arolab.

Los bioestimulantes investigados se basan en bacterias, hongos beneficiosos y extractos naturales de algas. Este tipo de compuestos biológicos busca mejorar el funcionamiento fisiológico de la planta y reforzar su tolerancia al estrés, evitando algunos de los problemas asociados al uso intensivo de fertilizantes industriales.

“Es algo que ocurre en la naturaleza”, explica el catedrático, “muchos de estos microorganismos viven de forma natural dentro de las plantas sin dañarlas y establecen relaciones beneficiosas con ellas”, prosigue. Los hongos endofíticos, por ejemplo, ayudan a captar nutrientes, regular hormonas y activar mecanismos de defensa frente al estrés ambiental y a los patógenos. “Algunos de estos hongos beneficiosos”, añade el experto, “también actúan como barrera natural contra las enfermedades y ayudan a las plantas a conservar agua y a mantener su crecimiento en condiciones adversas”, apostilla.

En concreto, las formulaciones evaluadas por el equipo combinan hongos micorrícicos como Rhizoglomus irregulare y Funneliformis spp., el hongo nematófago Pochonia chlamydosporia, el hongo endófito Trichoderma spp. y extractos de algas como Ascophyllum nodosum. La idea no es forzar a la planta desde fuera, sino estimular respuestas que ya forman parte de su capacidad natural de adaptación.

Maíz bajo estrés hídrico y salino

El estudio publicado en Plant Stress analizó siete formulaciones distintas en plántulas de maíz sometidas a sequía y salinidad moderada. Los resultados fueron claros: todos los tratamientos incrementaron el contenido de agua y la biomasa tanto en las raíces como en la parte aérea de las plantas, incluso bajo condiciones de estrés.

“El tratamiento basado en Trichoderma spp. mostró un efecto especialmente interesante bajo salinidad, ya que favoreció un mayor desarrollo de raíces y brotes”, señala la investigadora del grupo Arolab del Instituto de Bioingeniería María Salud Justamante Clemente.

El equipo no se limitó a medir si las plantas crecían más o resistían mejor. También recurrió al análisis transcriptómico, una técnica que permite estudiar qué genes se activan o se desactivan en las células. Este análisis reveló que el bioestimulante basado en Trichoderma activa genes relacionados con la defensa y con la regulación del estrés oxidativo.

“Esto significa que los microorganismos beneficiosos ayudan a la planta a crecer mejor y que también ‘reprograman’ parte de su respuesta genética para prepararla frente a situaciones adversas”, aclara la experta. Dicho de otro modo, las plantas tratadas no solo soportan mejor las condiciones difíciles, sino que activan mecanismos internos que les permiten conservar agua, proteger sus tejidos y responder mejor ante posibles patógenos.

Las conclusiones del estudio sobre maíz apuntan precisamente a ese doble efecto: por un lado, mejoras visibles en crecimiento, agua y biomasa; por otro, cambios internos en la respuesta genética de la planta. Esa combinación es relevante porque permite hablar no solo de un estímulo temporal, sino de una preparación fisiológica más amplia frente al estrés ambiental.

Tomate y preactivación frente a la sal

El segundo estudio, publicado en Plants, se centró en plántulas de tomate sometidas a salinidad elevada. En este caso, el equipo evaluó el bioestimulante Atlanticell Micomix, también desarrollado dentro de esta línea de trabajo con Atlántica Agrícola.

Los resultados demostraron una reducción drástica de la mortalidad de las plántulas y un aumento significativo en la formación de nuevas hojas y raíces adventicias. En un cultivo especialmente importante para la agricultura mediterránea, la mejora de la supervivencia bajo condiciones salinas tiene una lectura práctica evidente: si los suelos o las aguas de riego aumentan su concentración de sales, las plantas necesitan herramientas para resistir mejor.

Según explica el investigador del grupo Arolab de la UMH Eduardo Larriba Tornel, los análisis genéticos sugieren un fenómeno conocido como ‘priming’ o preactivación. “El bioestimulante prepara a la planta antes de que el daño sea grave, activando genes defensivos que le permiten responder con mayor rapidez al estrés salino”, indica el investigador.

La idea del priming es especialmente interesante: la planta no espera a estar gravemente dañada para activar sus defensas. El tratamiento actúa como una especie de entrenamiento previo, de forma que cuando llega la salinidad, los mecanismos defensivos ya están preparados o responden con más rapidez.

En el caso del tomate, esta respuesta se tradujo en mayor supervivencia, más capacidad de emitir hojas y desarrollo de raíces adventicias, estructuras que pueden ayudar a la planta a explorar mejor el entorno y adaptarse a condiciones más difíciles. Así, los bioestimulantes no actúan como una solución única, pero sí como una herramienta que puede integrarse en estrategias agrícolas más sostenibles.

Agricultura más sostenible

Los investigadores subrayan que estas soluciones biotecnológicas pueden contribuir a reducir la dependencia de fertilizantes industriales convencionales. Además, muchos bioestimulantes pueden obtenerse a partir de subproductos agrícolas o de la industria alimentaria, lo que encaja con modelos de economía circular y permite reducir el impacto ambiental de la producción.

El interés del trabajo va más allá de un cultivo o de una formulación concreta. El maíz y el tomate son especies estratégicas para la alimentación mundial, y ambas son sensibles a la falta de agua y a la salinidad. Incluso niveles moderados de estrés pueden reducir su rendimiento. Por eso, cualquier herramienta que mejore su resiliencia sin aumentar la presión química sobre el suelo o el agua tiene un valor añadido.

El trabajo ha sido dirigido por el profesor José Manuel Pérez Pérez, investigador del Instituto de Bioingeniería de la UMH, y ha contado con participación de investigadores de Atlántica Agrícola SA, empresa pionera en el desarrollo de soluciones de nutrición vegetal para agricultura profesional.

Las investigaciones se enmarcan en los proyectos ROOT4EU-AGROALNEXT e INJERTOMBIO, centrados en el desarrollo de herramientas biotecnológicas para una agricultura más sostenible y resistente al cambio climático. AGROALNEXT, ya concluido, formó parte del Plan Complementario de Agroalimentación dentro del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia, financiado por la Unión Europea mediante NextGenerationEU.

Por su parte, el proyecto INJERTOMBIO recibe financiación de la Conselleria de Agricultura, Agua, Ganadería y Pesca, del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación y del Fondo Europeo Agrícola de Desarrollo Rural (Feader), dentro del Plan Estratégico de la Política Agraria Común 2023-2027.

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