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¿Cultivos de cereales fijadores de nitrógeno? Nuevos avances en torno a la captura de nitrógeno atmosférico en plantas no leguminosas.
RED DE INNOVADORES
Por: Permingeat, H.
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El nitrógeno está presente en la atmósfera en un 78 %, sin embargo, es uno de los nutrientes más críticos para la nutrición vegetal, porque no está presente en la matriz del suelo. El aporte de nitrógeno del suelo para la nutrición de las plantas y la productividad de los cultivos depende en gran medida de la degradación de la materia orgánica, las aplicaciones de fertilizantes sintéticos y la fijación biológica de nitrógeno (FBN). Es interesante destacar que las plantas utilizan más del 50 % de los fertilizantes nitrogenados aplicados al suelo, mientras que el resto puede estar sujeto a pérdidas como escorrentía superficial y lixiviación, lo que contribuye a la contaminación por nitrato de los suelos y las aguas subterráneas. Además, en términos de eficiencia energética, la fabricación de fertilizantes a base de nitrógeno requiere seis veces más energía que la necesaria para producir fertilizantes a base de fósforo o potasio, que son los otros dos macronutrientes críticos. Esto justifica la necesidad de reducir la dependencia de fertilizantes nitrogenados en los sistemas de cultivo (Mahmud y col., 2020). La FBN es el segundo proceso biológico más importante de la biosfera, luego de la fotosíntesis. Implica la conversión del nitrógeno molecular en amonio, es de alta demanda energética y es llevado adelante en condiciones micro-aeróbicas por los
denominados organismos “diazotróficos”. La capacidad de fijar nitrógeno se debe a que estos organismos poseen el complejo enzimático de la “nitrogenasa”, un sistema de 2 proteínas claves y cofactores metálicos (a base de molibdeno, hierro o vanadio). Los organismos pueden ser de vida libre o bien se asocian simbióticamente a las raíces de una familia de plantas (leguminosas o fabáceas), formando los “nódulos”, un ambiente anóxico donde se desarrolla el proceso (Mahmud y col., 2020). La familia de las leguminosas es la tercera f amilia más grande de plantas con flores, con miembros o especies distribuidos en todo el mundo. Parte de su éxito existencial se debe a la simbiosis para la FBN con bacterias del suelo (las rizobacterias). Su capacidad natural para inyectar N en los suelos las convierte en especies clave para ecosistemas naturales y agrícolas. Se estima que las leguminosas aportan aproximadamente 50 millones de toneladas por año de N al suelo. El proceso funcional de esta simbiosis generó un altísimo interés investigativo, y se ha visto que está altamente regulado. Así, se descubrieron casi 200 genes necesarios para la fijación simbiótica de nitrógeno (FSN) en las leguminosas. Estos descubrimientos permitieron comprender la evolución de la FSN en plantas y su relación con otras endosimbiosis beneficiosas, la señalización entre plantas y microorganismos, el control de la
