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Reducción de la dependencia de fertilizantes no renovables al acecho en una enzima bacteriana



Una enzima que puede promover la liberación de fósforo de sus formas orgánicas ha sido descubierta en un estudio del Instituto de Nutrición Sostenible de la Universidad de Sheffield, publicado en la revista científica líder PNAS.


La enzima recién descubierta ayudará a reducir el consumo de fertilizantes químicos de fosfato, de los que dependen los sistemas mundiales de producción de alimentos a partir de la extracción de fuentes inorgánicas de fosfato de roca no renovables y cada vez más caras.

“Todos los organismos de la Tierra, plantas y animales, requieren fósforo para un crecimiento y desarrollo saludables, pero el uso continuo de suministros limitados de fertilizantes químicos no renovables a base de fosfato en la agricultura amenaza el rendimiento y la sostenibilidad de nuestros sistemas mundiales de producción de alimentos. – Los autores escriben. – La agricultura es el mayor consumidor de fósforo no renovable, por lo que su suministro limitado tiene implicaciones importantes para la seguridad alimentaria mundial, la biodiversidad y la regulación del clima.

La forma más simple de fósforo utilizada en los fertilizantes es el fosfato inorgánico no renovable.

En el océano y el suelo, la mayor parte del fósforo total existe en formas orgánicas complejas, que requieren enzimas (comúnmente conocidas como fosfatasas) para liberar el fosfato para que las plantas y las algas puedan usarlo como nutriente.

Hemos descubierto una fosfatasa bacteriana única ampliamente distribuida en el medio ambiente llamada PafA. Es capaz de liberar de manera eficiente el fosfato utilizado en los fertilizantes de sus formas orgánicas.

El estudio utilizó un modelo de Flavobacterium para estudiar la función de PafA in vivo y demostró que puede mineralizar rápidamente el fosfato orgánico natural independientemente de los niveles de fosfato, un proceso que se ha encontrado que es inhibido por otras enzimas comunes como las fosfatasas PhoX y PhoA, especialmente si ya hay niveles de fosfato residual”.

El Dr. Ian Lidbury del Instituto de Alimentos Sostenibles de la Universidad de Sheffield y el Centro Arthur Willis para la Investigación Ambiental dice: «La acumulación de fosfato puede inhibir la actividad enzimática en las fosfatasas más comunes, pero PafA es único en el sentido de que su función no se ve afectada cuando se acumula fosfato.

Debido a que PafA está ampliamente distribuido y es diverso en el medio ambiente, tanto en la tierra como en el agua, esto lo convierte en un recurso valioso que se pasa por alto para reducir nuestra dependencia del suministro limitado mundial de fertilizantes químicos de fosfato no renovables.

Nuestra investigación futura explorará cómo funciona PafA, ya que las formas de Flavobacterium parecen ser particularmente activas en comparación con otras. Comprender esto es fundamental para que podamos desarrollar enzimas optimizadas para su uso en la agricultura”.

Actualmente, el equipo está trabajando en el estudio de qué hace que algunas formas de PafA sean más activas que otras, con el objetivo de desarrollar una enzima para la comercialización en la producción de cultivos con aplicaciones potenciales en el ganado (alimentación agrícola).

(Fuente: www.sciencedaily.com. Foto: pixabay.com).




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