Un equipo internacional con participación del Conicet y la UBA identificó un gen que actúa como un interruptor de saciedad de nitrógeno en Arabidopsis thaliana, un avance que podría contribuir a mejorar la eficiencia en el uso de fertilizantes.
Investigadores del Conicet y de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FCEN-UBA), en colaboración con científicos de la Universidad de Nueva York (NYU), identificaron un gen que regula la absorción de nitrógeno en la planta modelo Arabidopsis thaliana. El hallazgo fue publicado en la revista The Plant Cell.
El estudio describe la función del gen HHO5, un factor de transcripción que actúa como un “interruptor de saciedad” de nitrógeno. Según explicó Mariana Obertello, directora del estudio e investigadora del Conicet en el INGEBI, “cuando la planta acumula suficiente N orgánico, esto activa el gen HHO5 que regula directa o indirectamente alrededor del 12 por ciento de los genes que responden a la dosis de nitrógeno en la planta”.
El nitrógeno es un nutriente esencial para el crecimiento de los cultivos, ya que interviene en el desarrollo de biomasa, el rendimiento de grano, la arquitectura radicular y la fotosíntesis. Sin embargo, las plantas solo absorben aproximadamente el 50 por ciento del nitrógeno disponible en los fertilizantes, que son costosos y generan impacto ambiental.
En condiciones normales, HHO5 reprime directamente los genes que absorben nitrato del suelo, como NRT1.1, e induce genes relacionados con el metabolismo del nitrógeno orgánico. Cuando los investigadores eliminaron el gen en plantas mutantes, estas absorbieron casi el triple de nitrógeno inorgánico en ciertas condiciones, pero presentaron raíces más cortas, menos semillas por fruto y semillas con menor contenido de nitrógeno.
El equipo también comprobó que HHO5 actúa junto con la proteína WRKY21 para activar ciertos genes. Los análisis bioinformáticos permitieron integrar datos genómicos publicados y construir un modelo de red regulatoria que conecta a HHO5 con sus genes blanco.
Jorge Muschietti, investigador del Conicet en el INGEBI y en el Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental de la FCEN-UBA, señaló que “Arabidopsis, como modelo vegetal de investigación, permite descubrir mecanismos moleculares complejos antes de arriesgarse a trabajar directamente en un cultivo”. El siguiente paso, indicó, es buscar mecanismos y genes homólogos en cultivos como arroz, maíz y trigo.
El trabajo contó con la colaboración del laboratorio de Gloria Coruzzi en la Universidad de Nueva York, y la participación de Francisco Romei, del INGEBI y la FCEN-UBA.