Zinc: La clave para cosechas resistentes al clima

Los investigadores han descubierto que el zinc juega un papel crucial en el proceso de fijación de nitrógeno de las leguminosas. Este hallazgo, junto con el regulador transcripcional Fixation Under Nitrate (FUN), podría revolucionar la agricultura basada en leguminosas al optimizar la eficiencia de los cultivos y reducir la dependencia de los fertilizantes sintéticos. Al comprender cómo el zinc y FUN regulan la fijación de nitrógeno, los investigadores podrían mejorar la entrega de nitrógeno, aumentar los rendimientos de los cultivos y promover prácticas agrícolas más sostenibles.

El nuevo conocimiento sobre el zinc puede cambiar la forma en que cultivamos los cultivos, ya que las plantas pueden volverse más resilientes al clima. Esto significa que la planta puede adquirir una mayor tolerancia a las condiciones climáticas extremas, lo que no solo puede garantizar un rendimiento de los cultivos más estable, sino que también reduce la necesidad de fertilizantes artificiales y permite el cultivo de leguminosas en áreas nuevas, antes inadecuadas.

“Las bacterias pueden cooperar con las leguminosas para fijar el nitrógeno del aire en los nódulos de las raíces. Sin embargo, los nódulos son sensibles a las influencias ambientales como la temperatura, la sequía, las inundaciones, la salinidad del suelo y las altas concentraciones de nitrógeno en el suelo,” explica el profesor asistente y autor principal del estudio, Jieshun Lin.

Investigadores de la Universidad de Aarhus, Dinamarca, en colaboración con la Universidad Politécnica de Madrid y el Sincrotrón Europeo de Radiación de Sincrotrón en Francia, han descubierto que las leguminosas utilizan el zinc como una señal secundaria para integrar factores ambientales y regular la eficiencia de la fijación de nitrógeno. En el estudio publicado en Nature, los investigadores descubrieron que FUN es un nuevo tipo de sensor de zinc, que decodifica las señales de zinc en los nódulos y regula la fijación de nitrógeno.

“Es realmente notable descubrir el papel del zinc como una señal secundaria en las plantas. Es un micronutriente vital, y nunca antes se había considerado como una señal. Después de examinar más de 150.000 plantas, finalmente identificamos el sensor de zinc FUN, arrojando luz sobre este fascinante aspecto de la biología vegetal,” explica Jieshun Lin.

En este estudio, el investigador identifica que FUN es un factor de transcripcion importante que controla la descomposición de los nódulos cuando las concentraciones de nitrógeno en el suelo son altas: “FUN está regulado por un mecanismo peculiar que monitorea directamente los niveles celulares de zinc y demostramos que FUN se inactiva por el zinc en grandes estructuras filamentosas y se libera en la forma activa cuando los niveles de zinc son bajos,” explica el profesor Kasper Røjkjær Andersen.

Desde una perspectiva agrícola, la fijación de nitrógeno continua podría ser un rasgo beneficioso que aumenta la disponibilidad de nitrógeno, tanto para la leguminosa como para los cultivos que se cultivan conjuntamente o futuros que dependen del nitrógeno que queda en el suelo después de que se cultivan las leguminosas. Esto ayuda a sentar las bases para futuras investigaciones que brinden nuevas formas para que nosotros administremos nuestros sistemas agrícolas y reduzcamos el uso de fertilizantes nitrogenados y su impacto en el medio ambiente.

Las implicaciones de esta investigación son significativas. Al comprender cómo el zinc y FUN regulan la fijación de nitrógeno, los investigadores están desarrollando estrategias para optimizar este proceso en los cultivos de leguminosas. Esto podría conducir a una mayor entrega de nitrógeno, mejorando los rendimientos de los cultivos y reduciendo la necesidad de fertilizantes sintéticos, que tienen costos ambientales y económicos.

Los investigadores ahora están investigando los mecanismos de cómo las señales de zinc son generadas y decodificadas por FUN. Esperan aplicar estos nuevos descubrimientos a los cultivos de leguminosas como la haba, la soja y el caupí.