Descubren maíz que produce su propio nitrógeno, reduciendo el uso de fertilizantes

Raíces aéreas del maíz nativo. La sustancia pegajosa sobre ellas entrega azúcares para las bacterias que devuelven nitrógeno a la planta. Imagen: Alan Bennett, UC Davis.

Investigadores han identificado una variedad de maíz nativo en Oaxaca, México, que puede adquirir una cantidad significativa de nitrógeno (hasta un 80%) mediante la cooperación con bacterias en raíces aéreas. Esto podría ayudar a futuras investigaciones para reducir el uso de fertilizantes en agricultura.

¿Es posible cultivar cereales sin tener que depender de fertilizantes comerciales que requieren energía? En un nuevo estudio publicado el 7 de agosto en la revista PLOS Biology, un grupo de investigadores de Estados Unidos y México describe una variedad de maíz recientemente identificada que adquiere nitrógeno (un nutriente esencial para las plantas) al alimentar con azúcares a bacterias beneficiosas, que a su vez pueden absorber nitrógeno del aire y devolverlo a la planta en una forma utilizable. La variedad de maíz fue observada inicialmente en la década de 1980 por Howard-Yana Shapiro, ahora Director de Agricultura de Mars, Incorporated, en un campo pobre en nitrógeno cerca de Oaxaca, México. Con el surgimiento de la metagenómica a mediados de la década de 2000, Mars, Incorporated y la Universidad de California, Davis, se asociaron con la comunidad indígena local para investigar el maíz. El equipo de investigación fue dirigido por Alan Bennett y Allen van Deynze de UC Davis.

[Recomendado: Plantas transgénicas con mejor uso de nitrógeno: Beneficios económicos y ambientales]

El estudio describe una variedad de maíz inusual, que obtiene del 29 al 82% de su nitrógeno del aire, en lugar de fertilizantes. La planta produce un “moco” azucarado que emana de raíces aéreas que crecen desde la superficie y que atrae bacterias que pueden transformar el nitrógeno del aire en una forma que la planta puede usar. Si este rasgo pudiera ser introducido en variedades convencionales de maíz, se podría reducir la necesidad de agregar fertilizante e incrementar la producción de maíz en regiones con suelos pobres en nitrógeno.

[Recomendado: Desarrollan bacteria transgénica que produce fertilizante con el nitrógeno del aire | Con biotecnología desarrollan bacterias que fijan nitrógeno del aire para fertilizar plantas]

Los porotos y otras legumbres han establecido relaciones beneficiosas con las comunidades de bacterias que les proporcionan nitrógeno, pero el maíz y otros cultivos de cereales tradicionalmente carecen de estas relaciones simbióticas. Los fertilizantes comerciales requeridos para cultivar maíz provienen de los combustibles fósiles, y su producción de uso intensivo de energía utiliza un estimado de 1 a 2%  del suministro de energía global. Los científicos han estado ansiosos por idear una forma para que el maíz se aproveche de estas comunidades productoras de nitrógeno. El Prof. Bennett y sus colegas están interesados ​​en ver si otros cereales, como el sorgo, también pueden usar sus raíces aéreas para una función similar.

[Recomendado: Desarrollan arroz transgénico con uso eficiente del nitrógeno y dirigido a agricultores africanos Desarrollan soya con mejor uso del nitrógeno y 36% mayor cantidad de granos]

“La idea de que las variedades locales aisladas de maíz puedan asociarse con bacterias fijadoras de nitrógeno no es nueva, pero ha sido difícil identificar tal variedad y demostrar que esta asociación de fijación de nitrógeno en realidad contribuye a la nutrición con nitrógeno de la planta”, dice el profesor Bennett. “Nuestro equipo de investigación interdisciplinario ha estado trabajando en esto durante casi una década”.