Científicos argentinos descubren un gen que regula la absorción de nitrógeno en plantas

Científicos del CONICET y de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FCEN, UBA), en colaboración con investigadores de la Universidad de Nueva York (NYU), identificaron un gen que actúa como el "interruptor de saciedad" de nitrógeno en Arabidopsis thaliana, una planta modelo que permite descifrar mecanismos genéticos, hormonales y moleculares compartidos con cultivos de gran importancia agronómica. Este avance, publicado en la revista The Plant Cell, abre nuevas posibilidades para mejorar el rendimiento de cultivos en suelos con bajo contenido de nitrógeno.

Mariana Obertello, directora del estudio e investigadora del CONICET en el Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular, Dr. Héctor Torres (INGEBI-CONICET), explicó que el nitrógeno es esencial para el crecimiento de los cultivos, pero las plantas solo absorben alrededor del 50% del nitrógeno disponible en los fertilizantes, lo que representa un costo elevado y un impacto ambiental negativo. "La demanda de cultivos que puedan mantener el rendimiento con menos fertilizante nitrogenado está en aumento", indicó Obertello.

El estudio identificó a HHO5, un factor de transcripción que regula la absorción de nitrógeno. "Cuando la planta acumula suficiente nitrógeno orgánico, se activa el gen HHO5, que regula alrededor del 12% de los genes relacionados con la respuesta a nitrógeno", afirmó Obertello. Este gen actúa para apagar genes que absorben más nitrato del suelo y activar aquellos relacionados con el metabolismo del nitrógeno orgánico.

El nitrógeno se presenta en dos formas: inorgánico, que es el que las plantas pueden absorber directamente del suelo, y orgánico, que es el que la planta ya ha procesado y almacenado. "Cuando hay suficiente nitrógeno orgánico, la planta se siente "saciada" y no necesita seguir absorbiendo más nitrógeno inorgánico", agregó Jorge Muschietti, coautor del estudio.

¿Qué sucede si se elimina HHO5? El estudio mostró que al eliminar HHO5, las plantas absorben casi el triple de nitrógeno inorgánico, lo que confirma que este gen actúa como un freno. Sin embargo, también se observó que esas plantas tienen raíces más cortas y menos semillas por fruto, lo que indica que "comer más" sin control tiene un costo.

El equipo utilizó herramientas de genómica, bioquímica y fisiología para llevar a cabo el estudio. Además, realizaron análisis bioinformáticos para integrar datos genómicos y construir un modelo de red regulatoria que conecta a HHO5 con sus genes blanco. Muschietti destacó la importancia de usar Arabidopsis como modelo vegetal para descubrir mecanismos moleculares antes de aplicarlos a cultivos de interés como arroz, maíz y trigo.

Obertello concluyó que el conocimiento sobre el control del nitrógeno puede trasladarse a cultivos más complejos y costosos de cultivar, permitiendo el desarrollo de variedades que absorban más nitrógeno del suelo, reduciendo así la necesidad de fertilizantes. Este trabajo fue una colaboración con el laboratorio de Gloria Coruzzi en NYU y otros investigadores.

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