Los conocimientos sobre los sistemas de control de genes y proteínas que regulan el uso de nitrógeno por parte de las raíces de las plantas podrían ayudar a desarrollar cultivos que requieran menos fertilizantes nitrogenados para producir rendimientos aceptables.
El bioquímico de plantas Soichi Kojima y sus colegas de la Universidad de Tohoku discuten sus hallazgos y planes futuros en un artículo en la revista Frontiers in Plant Science .
El nitrógeno es un nutriente tan crucial para las plantas que grandes cantidades de fertilizantes que contienen nitrógeno se esparcen en las tierras agrícolas de todo el mundo. Estos fertilizantes contienen principalmente nitrógeno en forma de iones de amonio (NH 4 + ), la forma química en la que las raíces de las plantas absorben más fácilmente el nitrógeno . Sin embargo, el exceso de nitrógeno en el suelo y en la escorrentía del drenaje hacia lagos y ríos provoca graves desequilibrios ecológicos, incluida la proliferación de algas que desoxigenan el agua y matan a los peces y otras formas de vida acuática.
«Uno de los objetivos clave de la investigación agrícola moderna es desarrollar cultivos que puedan crecer de manera saludable sin depender de tanto nitrógeno agregado», dice Kojima. Agrega que también existen importantes incentivos económicos y ambientales detrás de este objetivo, y señala que «actualmente se necesita energía de grandes cantidades de combustibles fósiles para convertir el nitrógeno del aire en amonio para fertilizantes«.
Los investigadores trabajaron con la pequeña planta con flores berro thale (Arabidopsis thaliana), una especie común utilizada para estudios de laboratorio en ciencias de las plantas.
«Tomados en conjunto, nuestros resultados revelan, a nivel genético, los mecanismos reguladores que funcionan cuando las plantas utilizan fertilizantes nitrogenados en sus raíces», dice Kojima.
El siguiente paso del equipo es determinar si los procesos que han identificado en Arabidopsis son compartidos por otras especies de plantas , especialmente plantas de cultivo importantes como el arroz y otros cereales. Si eso se confirma, podría abrir una vía para que los fitomejoradores y genetistas generen cultivos que podrían necesitar mucho menos fertilizante y al mismo tiempo producir los rendimientos necesarios para alimentar al mundo. Mejorar la producción o la actividad de las enzimas productoras de aminoácidos podría ser la clave del éxito.
Más información: Soichi Kojima et al, Corregulación de la glutamina sintetasa 1; 2 (GLN1; 2) y la expresión génica de glutamato sintasa dependiente de NADH (GLT1) en raíces de Arabidopsis en respuesta al suministro de amonio, Frontiers in Plant Science (2023 ) . DOI: 10.3389/fpls.2023.1127006
