Las leguminosas como la judía común y la soja podrían ser la solución para fijar el nitrógeno en el suelo y reducir las pérdidas. Un equipo de la Universidad de Córdoba ha descubierto cómo el gen PRAT3 interviene en el proceso de incorporación y metabolización del nitrógeno de la judía común y la soja, el más eficaz del reino vegetal.
Cada año, los seres vivos que habitan la Tierra fijan en el suelo 200 millones de toneladas de nitrógeno, elemento esencial para la vida en el planeta. Sin embargo, el proceso contrario, la liberación de nitrógeno a la atmósfera, se estima en 300 millones de toneladas. La cuenta sale en negativo para el suelo. Por eso, los agricultores llevan siglos buscando la manera de enriquecerlo con los fertilizantes que aporten el nitrógeno que les pueda faltar sus cultivos.
En los laboratorios se buscan a nivel molecular soluciones que ayuden a favorecer el proceso natural de fijación biológica y la reducción de la pérdida de nitrógeno. En esa búsqueda, el equipo de investigación BIO115 de la Universidad de Córdoba (UCO) se centra en un tipo muy concreto de plantas. Son las leguminosas ureídicas, es decir la judía común, la soja y el caupí (un tipo de frijol muy popular en América).
En la evolución a lo largo de millones de años de estas plantas, podría estar el santo grial del mundo vegetal, según los investigadores. Este tipo de leguminosas usan rutas mucho más complejas para la gestión del nitrógeno que el resto plantas y que cualquier otro tipo de leguminosas, que, como ellas también son capaces de fijar y aprovechar el nitrógeno atmosférico para su desarrollo.
El secreto para metabolizar el nitrógeno
Su secreto son unas extrañas verrugas en sus raíces, unos nódulos en los que metabolizan el nitrógeno de una forma que no lo hace ninguna otra especie del reino vegetal. Producen grandes cantidades de compuestos orgánicos conocidos como purinas. Este proceso bioquímico que funciona a nivel basal en cualquier célula de casi todos los seres vivos, solo se activa para producir cantidades elevadas de purinas en otros dos procedimientos biológicos: el crecimiento de los embriones y de las células tumorales.
La rareza ha despertado la curiosidad de la ciencia que intenta explicarse por qué la soja o las judías se han complicado la vida evolutivamente de esa manera, para acabar haciendo lo mismo que su “primo” el guisante, que incorpora el nitrógeno por una vía mucho más simple. Mientras encuentra la respuesta definitiva, intenta ir ofreciendo nuevos datos.
En un estudio publicado revista Plan, Cell & Environment, el equipo científico de la UCO describe cómo la expresión del gen PRAT3 en el nódulo de la judía común interviene y regula la síntesis de las purinas en los nódulos. La descripción no aporta la respuesta definitiva, pero permite seguir avanzando. “Hemos encontrado el gen, creemos que si aprendemos a controlarlo podremos conseguir que otras plantas imiten a la soja o a la judía común y ayuden a conseguir un uso más eficiente del nitrógeno. Pero es solo nuestra hipótesis. Ahora toca ponerse a trabajar”, explica el director del grupo, Manuel Pineda.
Referencia bibliográfica:
Coleto I, Trenas AT, Erban A, Kopka J, Pineda M, Alamillo JM. "Functional specialization of one copy of glutamine phosphoribosyl pyrophosphate amidotransferase in ureide production from symbiotically fixed nitrogen in Phaseolus vulgaris" Plant Cell Environ. 2016 Aug;39(8):1767-79. doi: 10.1111/pce.12743. Epub 2016 May 5.
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