Científicos del Conicet y de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FCEN, UBA), en colaboración con investigadores de la Universidad de Nueva York, identificaron al “interruptor de saciedad” de nitrógeno en las plantas. Se trata de un gen que, al detectar que ya existe suficiente cantidad de ese nutriente en su interior, activa mecanismos para frenar su absorción desde el suelo.
El hallazgo fue publicado en la revista The Plant Cell y fue, por ahora, comprobado en Arabidopsis thaliana, una especie utilizada como modelo experimental. El objetivo ahora es estudiar si hay mecanismos similares en cultivos de interés productivo como maíz, trigo y arroz.
El nitrógeno es uno de los nutrientes centrales para la producción agrícola, ya que interviene en el crecimiento de la biomasa, el rendimiento de los granos, el desarrollo de las raíces y la fotosíntesis. Sin embargo, según señalaron los investigadores, las plantas aprovechan alrededor del 50% del disponible en los fertilizantes.
“La demanda de cultivos que puedan mantener el rendimiento con menos fertilizante nitrogenado está en aumento. Para lograrlo, primero debemos comprender cómo las plantas controlan la absorción y la asimilación de nitrógeno, y cómo se pueden manipular estas señales para optimizar el crecimiento vegetal en ambientes con bajo contenido de él”, explicó Mariana Obertello, investigadora del Conicet y directora del estudio.
El trabajo permitió identificar a HHO5, un factor de transcripción -una proteína capaz de prender o apagar otros genes- que regula alrededor del 12% de los genes que responden a diferentes niveles de nitrógeno en la planta.
Cuando la planta acumula suficiente nitrógeno orgánico, HHO5 actúa en dos sentidos: reprime genes vinculados con la absorción de nitrato desde el suelo y activa otros relacionados con el metabolismo del nitrógeno que ya se encuentra dentro de la planta.
Para comprobar su función, los investigadores trabajaron también con plantas a las que se les eliminó ese gen. En determinadas condiciones, ellas absorbieron casi tres veces más nitrógeno inorgánico, lo que confirmó el papel de HHO5 como freno.
Pero absorber más no necesariamente significó funcionar mejor. Las plantas sin HHO5 desarrollaron raíces más cortas, produjeron menos semillas por fruto y esas semillas contenían menos nitrógeno. “Comer más sin control tiene un costo”, resumió Obertello.
El próximo paso será buscar genes y mecanismos equivalentes en especies de interés agrícola. “Arabidopsis, como modelo vegetal de investigación, permite descubrir mecanismos moleculares complejos antes de arriesgarse a trabajar directamente en un cultivo”, explicó Jorge Muschietti, investigador del CONICET y otro de los autores.
La expectativa de los científicos es que, si ese conocimiento puede trasladarse a cultivos comerciales, en el futuro contribuya al desarrollo de variedades capaces de aprovechar mejor el nitrógeno disponible en el suelo y sostener su producción con una menor dependencia de fertilizantes nitrogenados.
