El conocimiento de los sistemas de control genético y proteico que regulan el uso del nitrógeno por las raíces de las plantas podría contribuir al desarrollo de cultivos que requieran menos fertilizantes nitrogenados para obtener rendimientos aceptables.
El bioquímico vegetal Soichi Kojima y sus colegas de la Universidad de Tohoku analizan sus hallazgos y planes futuros en un artículo publicado en la revista Frontiers in Plant Science .
El nitrógeno es un nutriente tan crucial para las plantas que se utilizan grandes cantidades de fertilizantes nitrogenados en tierras agrícolas de todo el mundo. Estos fertilizantes contienen principalmente nitrógeno en forma de iones de amonio (NH₄₃ ) , la forma química en la que las raíces de las plantas absorben el nitrógeno con mayor facilidad . Sin embargo, el exceso de nitrógeno en el suelo y en la escorrentía de los drenajes hacia lagos y ríos provoca graves desequilibrios ecológicos, como 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 sanos sin depender de tanto nitrógeno añadido», afirma Kojima. Añade que también existen importantes incentivos económicos y ambientales tras este objetivo, señalando que «actualmente se necesita energía procedente 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 Arabidopsis thaliana, una especie común utilizada para estudios de laboratorio en ciencias vegetales.
«En conjunto, nuestros resultados revelan, a nivel genético, mecanismos reguladores que actúan cuando las plantas utilizan fertilizantes nitrogenados en sus raíces», afirma Kojima.
El siguiente paso del equipo es determinar si los procesos identificados en Arabidopsis son compartidos por otras especies vegetales , especialmente por cultivos importantes como el arroz y otros cereales. De confirmarse, se podría abrir una vía para que fitomejoradores y genetistas generen cultivos que requieran mucho menos fertilizantes y, al mismo tiempo, produzcan la cosecha necesaria 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 expresión génica de la glutamina sintetasa 1;2 (GLN1;2) y la glutamato sintasa dependiente de NADH (GLT1) en raíces de Arabidopsis en respuesta al aporte de amonio, Frontiers in Plant Science (2023). DOI: 10.3389/fpls.2023.1127006
