Especialistas en biología molecular del Instituto de Investigaciones Biológicas dependiente del Conicet y la Universidad Nacional de Mar del Plata trabajan para generar plantas mejoradas genéticamente que optimizan el uso del nitrógeno. Con este avance se busca fortalecer la seguridad alimentaria mundial y disminuir la contaminación ambiental por la excesiva aplicación de fertilizantes.
El grupo a cargo de los estudios tiene como integrantes al investigador superior Lorenzo Lamattina, a las investigadoras adjuntas Noelia Foresi y Natalia Correa Aragunde, al doctor Lindermayr del Institute of Biochemical Plant Pathology, Helmholtz Zentrum, al doctor Buegger Institute of Soil Ecology, Helmholtz Zentrum, y los becarios Ándres Nejamkin y Fiorella del Castello.
Nitrógeno
El nitrógeno es esencial para el crecimiento y desarrollo de las plantas, se utilizan grandes cantidades de fertilizantes nitrogenados en los campos, maximizando el rendimiento de los cultivos. Sin embargo, sólo se aprovecha el 50 por ciento de ese nitrógeno aplicado, en el mejor de los escenarios.
El excedente se transporta a cuerpos de agua, se acumula y altera la biodiversidad de esos ecosistemas, alcanza aguas subterráneas o es liberado a la atmósfera en forma de óxidos, que profundizan el efecto invernadero. Además, existen registros que vinculan el exceso del uso de fertilizantes nitrogenados en cultivos con enfermedades de orden alimentario tales como la celiaquía.
El trabajo publicado describe la generación de plantas transgénicas de la especie Arabidopsis que poseen y expresan correctamente el gen de la enzima óxido nítrico sintasa (NOS), que originalmente se encuentra en la cianobacteria marina Synechococcus.
Los ejemplares que portaban el gen bacteriano, agregado por los investigadores en laboratorio, optimizaron el reciclado interno del nitrógeno, crecieron más y produjeron más semillas, incluso en condiciones de crecimiento donde el nitrógeno es limitante.
Fiorella del Castello, primera autora del trabajo, explica que este avance podría ser la base para el desarrollo de cultivos que generen mejores rendimientos y que necesiten de menos aporte de nitrógeno externo.
Cambio climático
Por otra parte, los investigadores no obviaron tener en cuenta el pronóstico que genera el cambio climático global. Las proyecciones indican que este proceso provocará la desertización de las tierras destinadas al cultivo, reduciendo nutrientes del suelo como nitrógeno y fósforo. Las estrategias biotecnológicas como el uso de plantas que optimicen el uso de estos elementos se vuelven claves para mejorar su uso y alcanzar una agricultura sustentable.
“Si bien la comercialización de cultivos transgénicos es un proceso que puede llevar varios años, teniendo en cuenta el tiempo de estudio y de evaluación para su aprobación, este proyecto muestra uno de los primeros pasos en la obtención de cultivos transgénicos con mayor productividad y menores requerimientos de fertilizantes nitrogenados”, explica Del Castello.
Agrotóxicos: arquitectos preocupados por el “descontrol” en la expansión urbana. https://t.co/f1xQqQqGQ8 pic.twitter.com/1UxVe9yrG0
— Telégrafo (@telegraficos) March 22, 2021
En ese sentido Nejamkin y Foresi, en colaboración con los investigadores de la Unidad Integrada INTA-Facultad de Ciencias Agrarias de Balcarce Sergio Feingold y Gabriela Massa, integrante además del Instituto De Innovación para la Producción Agropecuaria y ell Desarrollo Sostenible, generaron líneas de papa (Solanum tuberosum var. Spunta) que expresan la enzima NOS con resultados muy alentadores. “Si bien hay mucho por hacer para alcanzar la producción a gran escala, estos resultados muestran un potencial estratégico para el mejoramiento de cultivos vegetales”, agrega la becaria.
Del Castello advierte que la actividad agrícola impacta gravemente sobre el ambiente y la salud humana. En las últimas décadas, se ha enfatizado en la importancia de adoptar métodos más amigables con el entorno, con el fin de alcanzar una agricultura sustentable. “El desarrollo de cultivos genéticamente modificados brinda la posibilidad de otorgar nuevas funciones u optimizar funciones claves en la biología de las plantas, y podría ser una herramienta clave para el mejoramiento de cultivos. Por eso es para nosotros un gran desafío contribuir en esta grave problemática ambiental”, concluye la especialista.
