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MEJORAN LA CALIDAD Y LA CANTIDAD DE LAS COSECHAS, ADEMÁS DE DISMINUIR LA CONTAMINACIÓN

· Esto a través de fortalecer el proceso de fijación biológica del nitrógeno, lo que reducirá el uso de fertilizantes químicos

· Lourdes Girard, integrante del CIFN, dijo que conocer los genes de las plantas y de los microorganismos que se expresan durante ese proceso permitirá obtener las bases para desarrollar nuevos biofertilizantes

Con el objetivo de mejorar la cantidad y la calidad de las cosechas, así como de disminuir el empobrecimiento del suelo ocasionado por el uso de fertilizantes químicos, científicos universitarios trabajan en el mejoramiento de la fijación biológica de nitrógeno.

La doctora María de Lourdes Girard Cuesy, integrante del Centro de Investigación sobre Fijación del Nitrógeno (CIFN), con sede en Cuernavaca, Morelos, dijo que los avances sustantivos se lograrán al conocer con precisión cuáles son los genes de las plantas y las bacterias que se expresan durante dicho proceso, lo que permitirá desarrollar nuevos biofertilizantes.

De acuerdo con datos de la secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación, en el 2000 se utilizaron en el país 3 millones 925 mil toneladas métricas de fertilizantes, de los cuales el 68 por ciento correspondieron a sustancias nitrogenadas, como urea y sulfato de amonio.

Los potásicos representaron el 47 por ciento de las importaciones, pues se utilizaron en cultivos especializados, como los hortícolas, florícolas y frutícolas. Lo que refleja una alta dependencia de productos extranjeros para actividades de alta plusvalía.

Evitar el uso de químicos que dañan los suelos y sustituirlos por biofertilizantes beneficiará a la agricultura en general y no sólo a las leguminosas. El nitrógeno es el nutriente que con más frecuencia limita el crecimiento de las plantas, por lo que su reserva en suelos agrícolas debe ser reemplazada periódicamente y qué mejor que mediante la actividad de los sistemas de fijación biológica de nitrógeno, enfatizó la doctora Girard.

La investigadora de la UNAM explicó que el nitrógeno (N2) es el principal componente de la atmósfera y parte esencial de compuestos químicos como proteínas y ácidos nucleicos, los cuales son la base de la vida.

Sin embargo, no puede ser usado directamente por los sistemas naturales para su crecimiento y reproducción. Antes de su incorporación a los organismos vivos es combinado con el hidrógeno. Este proceso de reducción es conocido comúnmente como fijación de nitrógeno, la cual puede ser química o biológica.

El derivado de combinar átomos de ambas sustancias es el amonio y la enzima responsable de esta transformación es la nitrogenasa, que tiene la particularidad de ser sensible al oxígeno, que la inactiva cuando entran en contacto, refirió la científica.

De ese modo, los microorganismos no sólo deben encontrar la manera de optimizar su vigor durante la fijación de nitrógeno, sino proteger a su enzima del oxígeno. Para ello, han desarrollado vías de control mediante la regulación de su expresión genética.

Girard recordó que las bacterias fijadoras se dividen en dos grupos: las que pueden hacerlo en condiciones de vida libre; y las que sólo lo hacen formando una simbiosis con una planta, como es el caso de las bacterias de la familia Rhizobeaceae, que lo hacen con las raíces de leguminosas como soya o alfalfa. Este es el caso de Rhizobium etli, que se asocia con el frijol.

Los microorganismos se diferencian en una forma de vida conocida como bacteroide. Su única función es fijar nitrógeno. La experta y su equipo de colaboradores tratan de dilucidar qué genes participan y cuándo se manifiestan.

Al respecto señaló que esas partículas son secuencias de ADN que codifican para ser proteínas la mayor parte de las ocasiones; éstas forman parte de la estructura celular, tienen funciones enzimáticas, o bien, son "reguladoras" de los procesos biológicos.

Dicho paso requiere de un intermediario, es decir, de la síntesis de RNA o "transcripción". Este es el punto más importante de regulación de la presentación de la mayoría de los genes.

La bacteria debe saber en qué momento se dan las condiciones ambientales para iniciar la fijación. "Está en el suelo, detecta la presencia de los exudados de la planta y los censa. Tales mecanismos de reconocimiento se dan mediante la regulación de la expresión genética. Así se desencadena todo el procedimiento. Luego se activan los genes que le permiten penetrar a la raíz, formar nódulos y, finalmente, fijar el nitrógeno".

Lourdes Girard expuso que las bacterias, que son aeróbicas, poseen un mecanismo que les permite captar el escaso oxígeno del microambiente que habitan, para evitar el daño a la nitrogenasa.

Al estudiar la bacteria Rhizobium etli, que infecta a las plantas de frijol, se descubrió que presentaba características diferentes a las reportadas para regular la expresión de sus genes de fijación de nitrógeno. En colaboración con el grupo del doctor Mario Soberón, del Instituto de Biotecnología, "se propuso un modelo para R. etli CFN42, donde intervienen múltiples proteínas adicionales".

"La expresión de genes está modulada biológicamente. Conocer cuáles se activan y en qué momento lo hacen permite saber cómo participan y determinar cuáles de ellos son los más importantes, y también las señales del medio ambiente", refirió.

De esclarecer con precisión el papel de cada involucrado, alrededor de 50 de las casi siete mil partículas que conforman el genoma de la bacteria Rhizobium etli, sería posible manipularlos y crear cepas del microorganismo con mayor capacidad de fijación, que fueran la base para nuevos biofertilizantes.

Ante ese panorama, la investigadora está interesada en determinar, entre otros aspectos, cuáles de los genes de Rhizobium etli, adicionales a los conocidos, participan en esta actividad, concluyó.

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Lograr la optimización del proceso de fijación biológica de nitrógeno es la meta de científicos del CIFN de la UNAM, ya que permitiría disminuir el uso de fertilizantes químicos, que empobrecen los suelos, dijo Lourdes Girard.

Foto 02

Lourdes Girard Cuesy, integrante del CIFN de la UNAM, dijo que conocer cuáles genes se expresan durante el proceso de fijación biológica de nitrógeno permitirá desarrollar nuevos biofertilizantes.