El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha dirigido tres tesis doctorales cuyos resultados aportan nuevos conocimientos científicos sobre el impacto que tienen en el suelo, recurso no renovable, las técnicas de extinción de incendios y las prácticas de restauración post-incendio; sobre las técnicas que emplean plantas para recuperar suelos contaminados y sobre los genes implicados en el proceso de enraizamiento in vitro de castaño y  chopo. Estuvieron dirigidas por personal científico del CSIC en el Instituto de Investigaciones Agrobiológicas de Galicia (Santiago de Compostela). Se defendieron recientemente en la Universidad de Santiago de Compostela (USC) y obtuvieron la calificación de sobresaliente cum laude y mención internacional.

 La tesis de Vanesa Álvarez López

Se realizó bajo la dirección de Petra Susan Kidd y Ángeles Fernández Prieto, científicas del CSIC e investigadoras del Grupo de Microbiología del IIAG. Lleva por título “Plant-microbe-soil interactions and their role in phytotechnologies applied to trace metal-rich soils” (Interacciones planta-microorganismo-suelo y su papel en fitotecnologías aplicadas a suelos con altos contenidos de metales traza).

“La degradación del suelo, recurso no renovable y de necesaria protección, implica la disminución de su calidad por un uso inadecuado debido principalmente a la agricultura, pastoreo y procesos industriales o urbanos. En las últimas décadas se han desarrollado técnicas para la recuperación de suelos degradadas basadas en el uso de plantas en combinación con sus microorganismos asociados. Estas técnicas son menos agresivas que las técnicas tradicionales de ingeniería civil y económicamente más rentables. En concreto, en el caso de los suelos contaminados con metales traza, se recurre a técnicas de fitoextracción, que utilizan plantas capaces de acumular y concentrar metales desde el suelo en su parte aérea, y de fitoestabilización, que tienen como objetivo inactivar los metales traza en el suelo evitando así su paso a la cadena trófica”, explica Vanessa Álvarez López, autora de la tesis.

En este contexto, la tesis comparó la capacidad de fitoextracción y fitoestabilización de distintas especies vegetales (tanto de especies leñosas y de alto crecimiento (entre las que se encuentran chopo o sauce) como de especies hiperacumuladoras de metales. Para ello, se evaluó por una parte la capacidad de estas plantas de establecerse y crecer en suelos contaminados y de acumular metales y por otra parte se estudiaron los cambios que éstas y sus microorganismos asociados producen en las propiedades fisicoquímicas del suelo. Se hicieron ensayos tanto a nivel de invernadero como en campo (antiguas zonas mineras) con suelos contaminados con cobre, cinc, cadmio y plomo.

“Los resultados revelaron que la selección de especies vegetales y microorganismos adaptados a las condiciones del suelo son pre-requisitos importantes para llevar a cabo estas técnicas con éxito, y que el uso de técnicas agronómicas mejoran además las condiciones fisicoquímicas de los suelos contaminados y el crecimiento y producción vegetal de estas especies. Además, se observó que tanto el régimen de fertilización como el patrón de cultivo son factores importantes a tener en cuenta  en la aplicación de estas técnicas ya que pueden modificar la fertilidad del suelo, la actividad microbiana y mejorar el crecimiento vegetal”, destaca la autora.

Vanessa Álvarez López (A Fonsagrada, 1987) es licenciada por la Universidad de Santiago de Compostela. En 2010 se incorporó al IIAG con una beca FPI, donde realizó su tesis doctoral, obteniendo el título de doctora en 2016 por la USC.  Ha realizado estancias de investigación en la Estación Experimental del Zaidín (EEZ-CSIC) en Granada y en la University of Natural Resources and Applied Life Sciences (BOKU) en Viena. Sus líneas de investigación versan sobre el estudio de plantas pioneras en suelos contaminados y sus microorganismos asociados y sobre el uso de estas especies para la revegetación de zonas degradadas y posterior aprovechamiento bioenergético de la biomasa. En la actualidad, se encuentra realizando una estancia postdoctoral en la Université de Franche-Comté.

La tesis de Ana Barreiro Buján

Se realizó bajo la dirección de Montserrat Díaz Raviña, investigadora científica del CSIC en el Grupo de Bioquímica y Calidad de Suelos del IIAG. Lleva por título “Impacto de diferentes agentes de extinción y prácticas de restauración post-incendio sobre la microbiota edáfica”.

“Los incendios forestales representan un grave problema para los ecosistemas forestales. Durante la lucha integral contra ellos, se aplican diferentes tratamientos que pueden afectar de forma directa o indirecta al sistema suelo-planta. A ellos se recurre tanto en el momento de la extinción como posteriormente, para paliar los efectos indirectos del fuego, como la erosión post-incendio”, explica Ana Barreiro Buján, autora de la tesis.

En este contexto, la tesis estudió, mediante experiencias de campo y laboratorio, qué efectos tienen sobre los microorganismos del suelo por un lado los retardantes de llama, y por otro la siembra y el mulching (acolchado) de paja.

“Las experiencias de campo demostraron que la quema controlada combinada o no con agentes retardantes de llama, provoca un pequeño efecto a corto plazo sobre las propiedades del suelo, pero no modifica a largo plazo la mayoría de sus propiedades relacionadas con la masa y la actividad de sus los microorganismos. Los cambios que se detectaron fueron en la estructura de la comunidad microbiana, siendo el firesorb y el polifosfato amónico los retardantes que ejercieron una mayor influencia, por lo que deberán aplicarse con cierta precaución en zonas especialmente sensibles. La aplicación a dosis normales de las técnicas de estabilización post-incendio de siembra y mulching de paja no mostró efectos sobre las propiedades del suelo. En cuanto a la experiencia en laboratorio, se observó un efecto diferente de distintos tipos de materiales vegetales usados como mulching; mientras que la adición de astillas y corteza de eucalipto al suelo quemado favoreció el crecimiento de hongos y la de paja favoreció el de hongos y bacterias”, explica la autora.

Ana Barreiro Buján (Boqueixón, 1986) es licenciada en Biología por la Universidad de Santiago de Compostela. En 2011 se incorporó al IIAG con una beca FPU, donde realizó su tesis doctoral, obteniendo el título de doctora en 2016 por la USC. Ha realizado estancias de investigación en Suecia. Sus líneas de investigación versan sobre las propiedades físico-químicas, bioquímicas y biológicas de los suelos quemados, su evolución a corto-medio-largo plazo después del incendio, y los efectos que generan en ellas distintos tratamientos aplicados al suelo en los trabajos tanto de extinción de incendios como trabajos de restauración post-incendio. En la actualidad, se encuentra realizando una estancia posdoctoral en el IIAG.

La tesis de Elena Varas García

Se realizó bajo la dirección de Concepción Sánchez Fernández, científica del CSIC en el Grupo de Biotecnología de Especies Leñosas del IIAG. Lleva por título “Análisis fisiológico y molecular del proceso de enraizamiento in vitro de especies forestales: castaño y chopo”.

“Los programas de propagación in vitro de genotipos élite de especies forestales se ven limitados por la escasa capacidad morfogenética de los tejidos adultos, siendo una de las etapas limitante la fase de enraizamiento. La formación de raíces adventicias es una etapa imprescindible, sin embargo, no se conocen los mecanismos moleculares y las bases genéticas implicadas en dicho proceso”, explica Elena Varas García, autora de la tesis.

En este contexto, la tesis profundizó en el estudio de algunos aspectos fisiológicos y moleculares que regulan dicho proceso, evaluó la respuesta rizogénica de dos líneas de castaño procedentes de material adulto ante diferentes tratamientos hormonales y caracterizó, mediante el análisis de su expresión y regulación, genes implicados en la formación de raíces adventicias.

“Esta investigación ha permitido saber qué genes de los identificados en castaño están implicados en el desarrollo de raíces y cuáles participan en el mantenimiento del patrón radicular. Se ha observado, además, que algunos genes tienen una correlación directa entre su expresión génica y la capacidad de enraizamiento, lo que indica que tienen un importante papel en las primeras etapas de inducción de enraizamiento adventicio”, explica la autora.

Elena Varas García (Madrid, 1984) es licenciada en Biología por la Universidad de Alcalá. En 2010 se incorporó al IIAG con una beca JAE-PreDOC del CSIC, donde realizó su tesis doctoral, obteniendo el título de doctora en 2016 por la USC. Ha realizado una estancia de investigación en el laboratorio de biotecnología forestal del IBET/ITQB-UNL. Sus líneas de investigación versan sobre la propagación in vitro de especies leñosas y el estudio de las bases fisiológicas y moleculares que dirigen los procesos morfogenéticos de desarrollo de la planta, relacionando la manipulación hormonal con la respuesta génica de la planta. En la actualidad, trabaja en la Estación Fitopatoloxica de Areeiro (Pontevedra).