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Nódulos en las raíces de la planta del guisante. Foto: BBRSC.

Los genetistas han conseguido que unas plantas se transformen en factorías de su propio fertilizante con la ayuda de ciertas bacterias. Si esta cualidad se pudiese transferir al trigo o al arroz el abono artificial de estos cultivos se podría reducir o incluso eliminar.
Las plantas necesitan del nitrógeno para fabricar proteínas, pero sólo lo pueden absorber en forma de nitratos o similares desde las raices, pues son incapaces de obtenerlo directamente de la atmósfera. Son las bacterias las que son capaces de transformar el nitrógeno gaseoso en amoniaco y más tarde en sales de nitrógeno. Estos tipos de bacterias son omnipresentes en los suelos.
Algunas plantas específicas, como muchas leguminosas, son capaces de crear nódulos donde estas bacterias se desarrollan y así, a partir de esta simbiosis, obtener el nitrógeno que necesitan en suficiente cantidad.
Desde hace décadas se viene trabajando en la incorporación de esta característica a otros tipos de plantas de cultivo sin demasiado éxito.
Ahora dos grupos de investigadores han conseguido que otras plantas distintas a las legumbres creen nódulos y por tanto sean capaces de la relación simbiótica en cuestión. Esta idea podría aplicarse a otras plantas de cultivo y así evitar gastar dinero, recursos y energía en fertilizantes artificiales.
Los fertilizantes artificiales son una fuente de contaminación de acuíferos, así como de ríos y lagos. Además se utiliza petróleo, generalmente como fuente de energía, para su síntesis. Se estima que una gran proporción de los combustibles fósiles son consumidos directa o indirectamente por la agricultura.
Las bacterias fijadoras del nitrógeno serían entonces la alternativa ideal. De hecho, algunos agricultores alternan sus cultivos de cereales con los de legumbres para conseguir enriquecer de forma natural el suelo con nitrógeno, pues las leguminosas no llegan a consumir todo el nitrógeno que sus bacterias consiguen fijar. Como los cereales tienen una alta demanda de nitrógeno y las legumbres «producen» nitrógeno de más, de este modo se consigue un equilibrio a lo largo del tiempo.
Giles Oldroyd del John Innes Centre y sus colaboradores han modificado plantas emparentadas como tomateras y plantas de tabaco para que incorporen nódulos bacterianos que fijen nitrógeno.
La creación de los nódulos empieza cuando las bacterias fijadoras de nitrógeno se introducen en las raíces de la planta. Entonces la planta nota la presencia de las mismas y hace crecer sus células hasta formar los nódulos donde las bacterias van a proliferar.
Tanto el grupo de Oldroyd como el grupo liderado por Jens Stougaard (de la Universidad de Aarhus en Dinamarca) han encontrado que mutando un gen que produce el mensajero celular CaMK las raíces de las plantas pueden ser convertidas en células formadoras de nódulos incluso sin la presencia de bacterias. En el ambiente natural estos nódulos serían invadidos por bacterias fijadoras de nitrógeno.
Esta idea del «autoabono» podría aplicarse a otros cultivos importantes como los cereales. Porque, según Oldroyd, si ha funcionado en el tacaco y en el tomate no hay razón para que no funcione en otros casos. De momento la técnica está en pañales y se necesitan solucionar algunos problemas, pero esperan aplicarla al maíz, trigo, cebada y arroz pronto.

Referencias:

Gleason C., et al. Nature, 441. 1149 – 1152 (2006).
Tirichine L., et al. Nature, 441. 1153 – 1156 (2006).

John Innes Centre.
BBRSC.