Descubren el “interruptor de saciedad” del nitrógeno que podría mejorar la eficiencia de los cultivos

Científicos del CONICET y de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA, en colaboración con investigadores de la Universidad de Nueva York, identificaron un gen que funciona como un verdadero “interruptor de saciedad” del nitrógeno en Arabidopsis thaliana, una especie utilizada como modelo para estudiar mecanismos que también están presentes en cultivos de importancia agronómica. El hallazgo, publicado en la revista The Plant Cell, podría sentar las bases para desarrollar variedades capaces de utilizar este nutriente de manera más eficiente.

El nitrógeno es fundamental para el crecimiento de las plantas, la formación de biomasa y granos, el desarrollo de las raíces y la fotosíntesis. Sin embargo, las plantas aprovechan solo alrededor del 50% del nitrógeno aportado mediante fertilizantes, que además representan un costo importante para los productores y pueden generar impactos ambientales. Por eso, comprender cómo las plantas regulan la absorción y el aprovechamiento del nutriente constituye uno de los desafíos centrales para avanzar hacia una agricultura más eficiente.

El equipo identificó al gen HHO5, un factor de transcripción que funciona como un freno cuando la planta ya acumuló suficiente nitrógeno orgánico. En ese momento, HHO5 reprime genes vinculados con la absorción de nitrato del suelo y, al mismo tiempo, activa genes relacionados con el metabolismo del nitrógeno que ya se encuentra dentro de la planta. De esta manera, el vegetal interpreta que tiene suficiente nutriente y evita continuar incorporándolo innecesariamente.

Los experimentos mostraron además qué ocurre cuando ese mecanismo desaparece. Las plantas a las que se les eliminó el gen HHO5 llegaron a absorber casi el triple de nitrógeno inorgánico en determinadas condiciones. Sin embargo, ese mayor consumo no se tradujo en mejores resultados: presentaron raíces más cortas, menos semillas por fruto y semillas con menor contenido de nitrógeno. El resultado demuestra que absorber más nutrientes sin una regulación adecuada también puede tener costos para el desarrollo de la planta.

El trabajo combinó herramientas de genómica, bioquímica, fisiología vegetal y análisis bioinformático para reconstruir la red de genes regulada por HHO5. Los investigadores también determinaron que, cuando HHO5 activa determinados genes, trabaja junto con otra proteína denominada WRKY21. El próximo desafío será identificar mecanismos y genes equivalentes en especies de interés productivo como maíz, trigo y arroz, que presentan una mayor complejidad genética.

Según los investigadores, el descubrimiento abre una perspectiva de aplicación agronómica: trasladar este conocimiento a cultivos podría permitir desarrollar plantas capaces de aprovechar mejor el nitrógeno disponible en el suelo y mantener su rendimiento con menores dosis de fertilizantes. Se trata todavía de una etapa de investigación básica y no de una tecnología lista para el campo, pero el mecanismo identificado ofrece una nueva herramienta para avanzar hacia sistemas productivos con mayor eficiencia en el uso de nutrientes, menores costos y un impacto ambiental potencialmente menor.