El nitrógeno es uno de los nutrientes imprescindibles para las plantas. Lo necesitan para fabricar proteínas, ácidos nucleicos y clorofila y, por tanto, para crecer, desarrollar sus hojas y raíces y producir semillas. El problema es que una parte considerable del nitrógeno que se aporta a los cultivos mediante fertilizantes no llega a ser aprovechado por las plantas. Según el equipo responsable de un nuevo estudio, estas absorben aproximadamente la mitad del nitrógeno disponible en los fertilizantes.
Comprender cómo decide una planta cuánto nitrógeno absorber podría ser, por ello, una vía para conseguir cultivos que necesiten menos fertilizante sin perder productividad. En esta dirección apunta un trabajo de investigadores del CONICET y la Universidad de Buenos Aires, en colaboración con la Universidad de Nueva York, publicado en The Plant Cell.
La clave es un gen llamado HHO5, identificado en Arabidopsis thaliana, una pequeña planta que se utiliza habitualmente como modelo en investigación vegetal. HHO5 funciona como un regulador de otros genes: cuando la planta ha acumulado suficiente nitrógeno en una forma que ya puede utilizar internamente, activa HHO5. Este actúa entonces como una especie de señal de saciedad: reduce la actividad de genes implicados en la entrada de nitrato desde el suelo y, simultáneamente, activa otros relacionados con el aprovechamiento del nitrógeno que la planta ya posee.
La comparación con la saciedad humana puede resultar útil. Una persona que acaba de comer no necesita seguir ingiriendo alimento; una planta también dispone de mecanismos para evitar captar indefinidamente un nutriente cuando ya tiene suficiente. HHO5 parece formar parte de ese sistema de regulación.
Los investigadores pudieron comprobarlo eliminando el gen. En determinadas condiciones, las plantas sin HHO5 absorbieron casi tres veces más nitrógeno inorgánico que las plantas normales. Pero el resultado contiene una importante advertencia: absorber más no significó crecer mejor. Las plantas modificadas desarrollaron raíces más cortas, produjeron menos semillas por fruto y sus semillas contenían menos nitrógeno. Es decir, eliminar el freno no convierte automáticamente a la planta en una consumidora más eficiente.
Y aquí está precisamente el interés práctico del descubrimiento. La posible aplicación no consistiría necesariamente en eliminar HHO5, sino en comprender y eventualmente modificar con precisión el sistema que regula la entrada y utilización del nitrógeno. Si mecanismos equivalentes funcionan en cultivos como trigo, arroz o maíz, podrían buscarse variedades capaces de aprovechar una mayor proporción del nitrógeno disponible, especialmente cuando el suelo contiene poco de este nutriente. Eso podría permitir mantener la producción con menos fertilizante.
Las ventajas potenciales serían tanto económicas como ambientales: el fertilizante nitrogenado tiene un coste para el agricultor y su fabricación y uso generan impactos ambientales. Pero conviene subrayar que todavía estamos lejos de una aplicación agrícola. El descubrimiento se ha realizado en Arabidopsis, no en un cultivo comercial, y falta comprobar si HHO5 y su red reguladora desempeñan funciones equivalentes en especies agrícolas y, sobre todo, si pueden modificarse sin efectos perjudiciales.
Por ahora, por tanto, no se ha obtenido una planta que necesite menos fertilizante. Se ha identificado algo más básico, pero potencialmente valioso: una pieza del mecanismo mediante el cual una planta sabe cuándo ya tiene suficiente nitrógeno. El siguiente paso será averiguar si ese mecanismo puede utilizarse para hacer que los cultivos sean realmente más eficientes.
Referencia
Will E Hinckley, Joseph Swift, Francisco Romei, Jorge P Muschietti, Samantha Frangos, Shao-Shan Carol Huang, Gloria M Coruzzi, Mariana Obertello: HHO5 orchestrates dose-dependent feedback regulation of organic versus inorganic nitrogen signaling in Arabidopsis. Plant Cell. 2026 Jul 2;38(7):koag201. doi: 10.1093/plcell/koag201.
Instituciones participantes:
- Center for Genomics and Systems Biology, Department of Biology, New York University, 12 Waverly Pl, New York, NY 10003, United States.
- Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular Dr. Héctor Torres (INGEBI-CONICET), Vuelta de Obligado 2490, Buenos Aires C1428ADN, Argentina.
- Departamento de Fisiología y Biología Molecular, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Int. Güiraldes 2160, Ciudad Universitaria, Pabellón II, Buenos Aires C1428EGA, Argentina.
- Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Int. Güiraldes 2160, Ciudad Universitaria, Pabellón II, Buenos Aires C1428EGA, Argentina.
