Científicos argentinos descubrieron cómo las plantas regulan su crecimiento con el nitrato

Investigadores del Conicet en la Fundación Instituto Leloir (FIL) y el Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (Ifeva), de la Facultad de Agronomía de la Universidad de Buenos Aires (UBA), descubrieron el mecanismo que regula el crecimiento del tallo de las plantas frente al nitrato (fuente de nutriente de los suelos), un dato clave que abre las puertas al desarrollo de cultivos más eficientes con menos fertilizantes.

“Lo que identificamos es cuál es el sensor que permite a la planta saber que el nivel de nitrato ha aumentado y qué cambios ocurren en la química de ese sensor; también el resto del mecanismo que se ‘dispara’ cuando ese sensor se ha activado”, indicó a Télam el ingeniero agrónomo y doctor en ciencias biológicas de plantas Jorge Casal, jefe del Laboratorio de Fisiología Molecular de Plantas de la FIL y uno de los autores del trabajo.

“En la década del 70 comenzaron a realizarse una serie de modificaciones tecnológicas en los cultivos”Jorge Casal, investigador

Antes de explicar el trabajo -publicado recientemente en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)- el investigador realizó una introducción acerca de lo que se sabía hasta ahora respecto al crecimiento de las plantas y qué pasa con los cultivos transgénicos surgidos tras las denominada “revolución verde”.

“En la década del 70 comenzaron a realizarse una serie de modificaciones tecnológicas en los cultivos. Entre ellas una fue cruzar los genotipos de trigo que había en aquella época, que eran bastante altos, con genotipos enanos, como los llamamos en la jerga. El propósito era crear cultivos más bajos porque si uno tiene plantas muy altas es más probable que se rompan con el viento, la lluvia y que suceda lo que técnicamente llamamos vuelco, o sea que se caiga porque se quiebra el tallo”, explicó Casal.

Y continuó: “Dado que las plantas altas tienen ese problema, se hicieron cruzas para introducirles genes de enanismo y a partir de eso se lograron cultivos que tenían la productividad potencial de los trigos pero con menos probabilidad de volcarse”.

El problema -que se descubrió después- fue que estos genes de enanismo trajeron como consecuencia “una caída en la eficiencia del uso del nitrógeno, es decir, cuánto produce la planta en función del nitrógeno que tiene; entonces para que la planta pudiera tener un crecimiento y rendimiento razonable se necesitaba cada vez más nitrógeno (fertilizantes), lo que tiene costos ecológicos y económicos”.

Enanas

El investigador indicó que “por entonces ni se sabía cuáles eran esos genes de enanismo, éstos se identificaron recién en los años 2000″.

Sin embargo, lo que no se había logrado descifrar hasta ahora “era cómo el nitrógeno promovía el crecimiento del tallo, que es lo que en definitiva hace que una planta sea alta”.

Para dilucidar esa pregunta, Casal y su colega Matías Ezequiel Pereyra, primer autor del artículo, utilizaron plantas de Arabidospis thaliana y compararon su crecimiento ante concentraciones bajas y altas de nitrato y qué sucedía cuando se incorporaba nitrato.

“Lo que esperamos es lograr plantas que sean enanas, que es lo que sirve en términos agronómicos, pero con más eficiencia en el uso del nitrógeno”Jorge Casal, investigador

En este contexto observaron que una proteína (PIF4) cumple una función central promoviendo la expresión de genes (que se llaman SAUR) que participan en la promoción del crecimiento frente al aumento de nitrato.

“Al descubrir la vía de acción que controla el crecimiento del tallo, lo que estamos probando ahora es si esas plantas con mutaciones en los genes SAUR y enanas tienen más eficiencia en el uso del nitrógeno que las enanas que se usaban tradicionalmente”, detalló el investigador.

Y concluyó: “En definitiva, lo que esperamos es lograr plantas que sean enanas, que es lo que sirve en términos agronómicos, pero con más eficiencia en el uso del nitrógeno”.