Incluso para las plantas, puede haber demasiado de algo bueno. Cuando los niveles de uno de los principales nutrientes, el nitrógeno, son demasiado altos, como por ejemplo debido a la fertilización excesiva, las plantas se vuelven más susceptibles a ciertas enfermedades. Aunque todavía no se comprenden del todo las razones exactas, ya existen algunas respuestas.
Un grupo de investigadores de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) ya ha dado los primeros pasos para responder a la pregunta de por qué el exceso de nitrógeno es perjudicial para las plantas. Identificaron una pequeña proteína (péptido) que hace que la planta sea resistente a ciertas bacterias. Sin embargo, su efecto es limitado en niveles altos de nitrógeno. El estudio fue publicado en la revista Nature Communications.
“Los sistemas inmunes de las plantas y los humanos son más similares de lo que uno podría pensar a primera vista. “En las plantas, los péptidos similares a hormonas participan en la respuesta inmunitaria y también existe una relación compleja entre nutrición y salud”, explica Ralf Hückelhoven, profesor de patología vegetal en la TUM.
Junto con otros investigadores, un grupo de trabajo dirigido por Martin Stegmann en su departamento identificó uno de los puntos de conexión de esta conexión: los péptidos codificados en el extremo C (CEP). Se trata de hormonas peptídicas vegetales conocidas como fitocitocinas que cumplen diversas funciones como sustancias mensajeras, desde la respuesta al estrés hasta la formación de raíces. Ahora las investigaciones muestran que también juegan un papel en la defensa inmunológica de las plantas.
Los investigadores demostraron que las plantas eran más susceptibles a las infecciones bacterianas si producían menos de estas hormonas peptídicas o si faltaban sus sensores de superficie celular. También se demostró que las plantas producían más hormonas peptídicas cuando eran atacadas por bacterias.
Para ello, los investigadores expusieron las plantas experimentales a bacterias patógenas del género Pseudomonas. Esto demostró que las hormonas peptídicas están estrechamente asociadas con la resistencia de las plantas a los patógenos bacterianos y que la resistencia antibacteriana depende del nitrógeno.
El nitrógeno es un fertilizante importante. Sin embargo, las altas concentraciones de nitrógeno afectan la vía de señalización de las hormonas peptídicas estudiadas. El estudio descubrió que la resistencia bacteriana mediada por hormonas peptídicas se reducía cuando las plantas estaban expuestas a altas concentraciones de nitrógeno, lo que las hacía más susceptibles a las enfermedades.
«Estos resultados son un punto de partida para una mayor investigación de las causas y los mecanismos que subyacen a esta relación entre el estado nutricional de las plantas y la defensa inmunológica», explica Hückelhoven.
La investigación tiene implicaciones importantes para la práctica agrícola. En este caso, una mayor susceptibilidad a ciertas enfermedades debido a niveles excesivos de nitrógeno puede limitar la salud de los cultivos. Hückelhoven explica: “Con nuestros nuevos conocimientos, es posible que en el futuro sea posible desarrollar cultivos que sean especialmente resistentes a las enfermedades, incluso con una aplicación moderada de nitrógeno”.
Fuente: Universidad Técnica de Múnich.
En esta imagen microscópica, se puede ver cómo el CEP (amarillo) desencadena la expresión de genes inmunes (amarillo) en el tejido vegetal (rojo).
Foto: Henrietta Leicher | Abogado General Martin Stegmann | TUMBO | Revista: Nature Communications | Licencia Creative Commons.
