El descubrimiento allana el camino para métodos de cultivo de cultivos más sostenibles



Los investigadores de Rutgers han descubierto que las bacterias fijadoras de nitrógeno escondidas dentro de las células de las hojas podrían conducir a métodos de cultivo más eficientes y sostenibles.


por la Universidad de Rutgers


El estudio, publicado recientemente en la revista Biology , investigó cómo las bacterias en las células de las hojas no fotosintéticas de las plantas con semillas pueden proporcionar nitrógeno de forma natural a las plantas. Actualmente, los fertilizantes nitrogenados inorgánicos, como el amoníaco o el nitrato, se aplican comúnmente a los suelos, lo que los daña y provoca escurrimientos de nitrógeno que contaminan arroyos, ríos y otros cuerpos de agua.

«El desarrollo de nuevas variedades de cultivos o tecnologías agrícolas basadas en la reconstrucción y el apoyo de la endosimbiosis nativa fijadora de nitrógeno podría cambiar drásticamente la forma en que cultivamos», dijo James White, investigador principal del estudio y profesor de biología vegetal en la Escuela de Medio Ambiente y Biología. Ciencias (SEBS) en la Universidad de Rutgers-New Brunswick. «Este descubrimiento pagará dividendos en la preservación del medio ambiente, la regeneración de los suelos agrícolas y la reducción del calentamiento global al reducir la liberación de gases de efecto invernadero y la degradación ambiental que resulta de la escorrentía de fertilizantes».

Antes de este estudio, se entendía comúnmente que las simbiosis fijadoras de nitrógeno se limitaban a las raíces de las leguminosas y algunas otras familias de plantas que forman nódulos de raíces que contienen bacterias fijadoras de nitrógeno . Pero al examinar más de 30 especies de plantas con semillas en 18 familias de monocotiledóneas y dicotiledóneas, los investigadores del estudio encontraron que las bacterias en las células de las hojas pueden intercambiar nitrógeno por azúcares vegetales.

Este descubrimiento muestra cómo las plantas no domesticadas, como las plantas silvestres o las malas hierbas, crecen en suelos no fértiles sin la adición de fertilizantes nitrogenados. En cambio, las plantas recolectan nitrógeno del aire usando bacterias intracelulares que absorben en sus células del suelo y transportan semillas.

La más eficiente de estas endosimbiosis crípticas de transferencia de nitrógeno se observó en los tricomas glandulares (también conocidos como pelos de hojas) de plantas dicotiledóneas como el lúpulo (Humulus lupulus) y el cáñamo (Cannabis sativa). Los tricomas glandulares contienen terpenoides, cannabinoides, aceites esenciales u otros antioxidantes que pueden aumentar la eficiencia de la fijación de nitrógeno endosimbiótica al eliminar o excluir el oxígeno que inhibe la fijación de nitrógeno.

White dijo que expandir nuestro conocimiento sobre cómo las plantas extraen nitrógeno de las bacterias endosimbióticas dentro de las hojas podría ayudar a los productores a encontrar formas más eficientes y sostenibles de fertilizar los cultivos.

«Esta investigación muestra que puede ser posible apoyar las actividades de fijación de nitrógeno de las bacterias endosimbióticas en las hojas mediante la reproducción de plantas para preservar la endosimbiosis nativa o mediante la aplicación de microbios a las plántulas de las plantas para restablecer la endosimbiosis de fijación de nitrógeno «, dijo. «Nuestra esperanza es que este estudio abra las puertas al desarrollo de nuevos métodos de cultivo que sean más eficientes y sostenibles que los que se practican actualmente».



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