Medio Ambiente

Analizan los distintos caminos que usan las plantas para responder a la falta de nutrientes

Cuando los seres humanos están en una situación de peligro, sube la adrenalina e incrementa la frecuencia cardiaca, poniendo en marcha la respuesta de huida o de lucha ante ese peligro. Cuando a las plantas le faltan nutrientes esenciales, como el hierro, el fósforo o el azufre, también activan respuestas a esas deficiencias, que permiten que su raíz llegue a más partes del suelo o libere sustancias que hagan solubles los nutrientes y fáciles de absorber.

El grupo de Fisiología Vegetal de la Universidad de Córdoba, dirigido por el catedrático de la Unidad de Excelencia María de Maeztu – Departamento de Agronomía de la UCO (DAUCO) Javier Romera, descubrió hace varias décadas que el etileno es una hormona implicada en la activación de las respuestas a la deficiencia del hierro. Es decir, cuando hay falta de hierro, aumenta la síntesis de etileno en la raíz, sirviendo de señal para que se inicie la estrategia de búsqueda de hierro. También, cuando obtiene el nutriente, disminuye la síntesis de etileno y, junto con otras señales, se pulsa el ‘off’ de la respuesta, ya que, mientras está activada, la planta está consumiendo mucha más energía.

Además de activar la estrategia para conseguir más hierro, se ha constatado que el etileno está también implicado en la respuesta a las deficiencias de fósforo, azufre y otros muchos nutrientes. Ahí es cuando surge la pregunta: si el etileno incrementa para disparar diferentes respuestas, ¿cómo sabe la planta qué estrategia específica es la que tiene que activar? Hay evidencias de que en muchas ocasiones hay intercruzamientos o comunicación cruzada entre este tipo de estrategias. El equipo de DAUCO ha profundizado en los elementos de la ruta de señalización del etileno para conocer cómo responden las plantas específicamente y así  conseguir variedades más eficientes que induzcan las respuestas de manera eficaz.

La estrategia que han usado para conocer la especificidad de cada respuesta, y dónde se cruzan o no los distintos caminos que siguen las respuestas a las deficiencias de hierro, fósforo o azufre, es la utilización de mutantes de la señalización del etileno. Existen mutantes con alteraciones en los diferentes eslabones de la cadena de señalización, que llevan la señal de “alerta” desde que se percibe el etileno en el receptor de la cadena hasta los genes que activan las acciones para poder obtener el nutriente. Según Romera, “los resultados muestran que en la señalización de las diferentes respuestas hay componentes comunes, responsables del intercruzamiento de las respuestas a las diferentes deficiencias”.

Esto puede provocar que, cuando falta hierro, se active también la estrategia para obtener fósforo y viceversa. Esos elementos clave en la ruta de señalización del etileno son las proteínasCTR1, EIN2 y EIN3/EIL1, para cada una de las cuales existen mutantes en la planta modelo Arabidopsis thaliana, que son los que se han utilizado en el estudio.

Además, el grupo considera que es muy probable que interfieran otros elementos que, unidos al etileno, ayuden a elegir la respuesta concreta que se necesita en cada momento. Podría ser la señal que baja de las hojas y que informa si ya hay (o no) suficiente nutriente en la parte aérea. Esta especie de ‘feedback’ es lo que tratan de estudiar ahora estos investigadores que siguen tratando de desenmarañar las estrategias de las plantas para alimentarse.

Profundizar en este conocimiento permitirá conseguir variedades más eficientes que respondan concretamente al nutriente que necesitan. Además, es importante a la hora de aplicar fertilizantes de manera sostenible, precisa y eficiente.

García MJ, Angulo M, García C, Lucena C, Alcántara E, Pérez-Vicente R, Romera FJ. Influence of Ethylene Signaling in the Crosstalk Between Fe, S, and P Deficiency Responses in Arabidopsis thaliana. Front PlantSci. 2021 Mar 30;12:643585. doi: 10.3389/fpls.2021.643585

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