El descubrimiento de un nuevo regulador gen\u00e9tico en leguminosas podr\u00eda ser clave para entender c\u00f3mo aumentar la capacidad del cultivo para convertir el nitr\u00f3geno del aire en nutrientes y mejorar la calidad del suelo<\/p>\n
Un equipo internacional de cient\u00edficos, en el que han participado investigadores de la Universidad Polit\u00e9cnica de Madrid (UPM), ha identificado por primera vez un \u201cinterruptor de apagado\u201d gen\u00e9tico que detiene el proceso mediante el cual las leguminosas convierten el nitr\u00f3geno atmosf\u00e9rico en nutrientes. <\/p>\n
Las legumbres como las jud\u00edas, los guisantes y las lentejas destacan entre otros cultivos por su capacidad de interactuar con las bacterias del suelo para convertir o \u00abfijar\u00bb el nitr\u00f3geno en una forma asimilable para la mayor\u00eda de los organismos. Sin embargo, este proceso biol\u00f3gico, que demanda mucha energ\u00eda de la planta. Por ello, cuando los suelos contienen en cantidades elevadas formas asimilables de nitr\u00f3geno (mediante procesos naturales o por aplicaci\u00f3n de fertilizantes sint\u00e9ticos), la planta reduce la fijaci\u00f3n de nitr\u00f3geno evitando as\u00ed un gasto innecesario para el organismo. <\/p>\n
La eliminaci\u00f3n del regulador gen\u00e9tico descubierto permiti\u00f3 a los cient\u00edficos de este equipo mantener la fijaci\u00f3n de nitr\u00f3geno cuando los niveles de nitrato en el suelo son altos. De este modo las plantas podr\u00edan seguir usando nitr\u00f3geno del aire independientemente de las condiciones del suelo. <\/p>\n
Aumentar la capacidad biol\u00f3gica de las leguminosas para fijar nitr\u00f3geno podr\u00eda ayudar a aumentar el crecimiento y el rendimiento de los cultivos y, al mismo tiempo, reducir la necesidad de fertilizantes sint\u00e9ticos, que contribuyen a la huella ambiental de la agricultura. <\/p>\n
Los resultados de la investigaci\u00f3n, que se llev\u00f3 a cabo como parte del proyecto internacional Enabling Nutrient Symbioses in Agriculture (ENSA), acaban de ser publicados en la prestigiosa revista Nature. <\/p>\n
\u00abDesde una perspectiva agr\u00edcola, la fijaci\u00f3n continua de nitr\u00f3geno podr\u00eda ser una caracter\u00edstica beneficiosa que aumenta la disponibilidad de nitr\u00f3geno, tanto para la leguminosa como para cultivos futuros que dependen del nitr\u00f3geno que queda en el suelo despu\u00e9s de que se cultivan las leguminosas\u00bb, dijo el Dr. Dugald Reid, autor principal del trabajo e investigador de ENSA. <\/p>\n
\u00abEsto ayuda a sentar las bases para futuras investigaciones que nos proporcionen nuevas formas de gestionar nuestros sistemas agr\u00edcolas para reducir el uso de fertilizantes nitrogenados, aumentar los ingresos agr\u00edcolas y reducir el impacto del uso de fertilizantes nitrogenados en el medio ambiente\u00bb, a\u00f1ade. <\/p>\n
El proyecto ENSA est\u00e1 financiado actualmente por Bill & Melinda Gates Agriculture Innovations (Gates Ag One), una organizaci\u00f3n sin fines de lucro que invierte en investigaci\u00f3n agr\u00edcola innovadora para satisfacer las necesidades urgentes y desatendidas de los peque\u00f1os agricultores en el \u00c1frica subsahariana y el sur de Asia. <\/p>\n
Un estudio con m\u00e1s de 150.000 plantas<\/strong> <\/p>\n El equipo descubri\u00f3 el regulador conocido como \u00abFijaci\u00f3n bajo nitrato\u00bb (FUN) despu\u00e9s de examinar 150.000 plantas leguminosas individuales en las que se hab\u00edan eliminado genes para identificar c\u00f3mo las plantas controlan el cambio de la fijaci\u00f3n de nitr\u00f3geno a la absorci\u00f3n de nitr\u00f3geno del suelo. <\/p>\n Se descubri\u00f3 que FUN, que es un tipo de prote\u00edna conocida como factor de transcripci\u00f3n y cuya funci\u00f3n es controlar los niveles de expresi\u00f3n de otros genes, est\u00e1 presente en las legumbres independientemente de si se encuentra activo o inactivo y de los niveles de nitr\u00f3geno. <\/p>\n \u00abComo parte del estudio, dise\u00f1amos un cribaje gen\u00e9tico con miles de plantas cultivadas en invernaderos para identificar los genes que conectan las se\u00f1ales ambientales con las respuestas biol\u00f3gicas\u00bb, dijo el Dr. Jieshun Lin, coautor del art\u00edculo e investigador de ENSA. \u00abAl aumentar los niveles de nitrato disponibles para nuestra leguminosa modelo, pudimos identificar aquellas con una regulaci\u00f3n deficiente de la fijaci\u00f3n de nitr\u00f3geno y descubrir el mutante FUN\u00bb. <\/p>\n A continuaci\u00f3n, el equipo utiliz\u00f3 una combinaci\u00f3n de bioqu\u00edmica, estudios de expresi\u00f3n gen\u00e9tica y microscop\u00eda para descubrir que FUN se organiza en largos filamentos de prote\u00edna cuando est\u00e1 inactiva. Esto llev\u00f3 al descubrimiento secundario de que los niveles de zinc desempe\u00f1an un papel en hacer que FUN se active y detenga la fijaci\u00f3n de nitr\u00f3geno. <\/p>\n \u201cDescubrimos que cambiar el nitr\u00f3geno del suelo altera los niveles de zinc en la planta. El zinc no se hab\u00eda relacionado previamente con la regulaci\u00f3n de la fijaci\u00f3n de nitr\u00f3geno, pero nuestro estudio encontr\u00f3 que un cambio en los niveles de zinc a su vez activa FUN, que controla una gran cantidad de genes que inhiben la fijaci\u00f3n de nitr\u00f3geno\u201d, dijo el Dr. Kasper Andersen, co -autor e investigador de ENSA. \u00abPor lo tanto, eliminar FUN crea una condici\u00f3n en la que la planta ya no bloquea la fijaci\u00f3n de nitr\u00f3geno\u00bb, concluye <\/p>\n