Investigadores desarrollan plantas de trigo y cebada que mejoran la utilización del nitrógeno en condiciones de estrés

Investigadores de la Universidad de Bonn (Alemania), tras realizar una mutagénesis en plantas de trigo y cebada, lograron desarrollar variantes genéticas del sensor de nitrato NPF2.12 el cual se activa en condiciones de baja disponibilidad de nitrógeno en el suelo. Esto induce un crecimiento radicular más agresivo, lo que resulta en una utilización más eficiente del nitrógeno.

Según explicaron los investigadores,  se realizaron estudios de las diferentes variedades de trigo y cebada en parcelas de prueba con altos niveles de nitrógeno y, a modo de comparación, en parcelas con baja disponibilidad de nitrógeno. Luego se analizó, entre otros aspectos, las características de los rasgos de la raíz; el contenido de nitrógeno de las hojas y los granos de cada variedad, tras lo cual encontraron correlaciones entre las secuencias de ADN y los rasgos correspondientes.

“Estudiamos una gran cantidad de genotipos de trigo y cebada bajo diferentes condiciones de suministro de nitrógeno y analizamos su arquitectura de raíces y la acumulación de nitrógeno en las plantas”, dice el autor principal, Md. Nurealam Sidiqqui, del grupo de Fitomejoramiento del Instituto de Ciencias de Cultivos y Conservación de Recursos (INRES) de la Universidad de Bonn.

Los investigadores estudiaron un total de más de 220 variedades del último medio siglo de fitomejoramiento. “Las variedades de trigo estudiadas fueron seleccionadas para cubrir la historia de mejoramiento durante los últimos 60 años”, explica el Prof. Dr. Jens Léon de INRES Plant Breeding.

Durante la evaluación, los investigadores encontraron en ciertas variantes del gen NPF2.12, que las plantas desarrollaran sistemas de raíces más grandes cuando el suministro de nitrógeno del suelo era escaso. Según explicaron, la proteína que codifica al gen actúa como un sensor  que se apaga cuando los niveles de nitrógeno en el suelo son bajos, para aumentar indirectamente el mensajero óxido nítrico como parte de una cascada de señalización, que a su vez, induce el crecimiento de las raíces, mejorando así la utilización de nitrógeno.

Además, señalan que en niveles bajos de nitrógeno y en presencia de ciertas variantes del gen NPF2.12, se detecta un mayor contenido de nitrógeno en las hojas y los granos en comparación con la alta disponibilidad de nitrógeno. En consecuencia, en condiciones adversas estas variedades dan mayor rendimiento que las que contienen el alelo alternativo.

Según detallan, el estudio se enmarca dentro del ámbito de la investigación básica, pero también abre importantes posibilidades para el fitomejoramiento. “Una mejor comprensión de la función genética y molecular de la detección de nitrógeno acelerará el mejoramiento de variedades con una mayor eficiencia en el uso de nitrógeno”, dijo Ballvora, quien también colabora con PhenoRob Cluster of Excellence en la Universidad. de Bonn.

Sin embargo, aseguró que este proceso requeriría una mejor comprensión de los pasos individuales en la cascada de señales del sensor NPF2.12 que dan como resultado un crecimiento de raíces más agresivo en condiciones de deficiencia de nitrógeno.

Fuente: ChileBio