Con la participacion del INTA, un equipo de investigadores modifico el genoma de una bacteria para que capte nitrogeno del aire y lo transforme en amonio. Este desarrollo permitira reducir costos y mitigar el impacto ambiental.
La aplicacion eficiente de fertilizantes en la agricultura es fundamental debido a que tiene un efecto significativo en los rindes de cultivos como trigo, maiz y arroz. Por esto, un equipo de investigadores de la Argentina, España y el Reino Unido lograron modificar el genoma de la bacteria Pseudomona protegens para que capte nitrogeno del aire y lo transforme en amonio. De esta forma, se obtiene un fertilizante natural que reduce los costos de produccion.
Nicolas Ayub, investigador del Conicet que trabaja en el Instituto de Genetica del INTA, se refirio a la importancia de la obtencion debido a que «este desarrollo es una excelente alternativa a la fertilizacion nitrogenada de los cultivos y puede tener un impacto muy grande en la produccion de alimentos del planeta».
En general, las perdidas de nitrogeno aplicado con los fertilizantes son elevadas, lo que disminuye sensiblemente su uso por la planta y, en consecuencia, los rendimientos del cultivo.
Asi, en la busqueda de una alternativa a la fertilizacion nitrogenada, el equipo liderado por Ayub se oriento a la modificacion genetica de Pseudomona protegens, bacteria que protege a las plantas de la accion de patogenos. «Pudimos introducir cerca de 50 genes que codifican para proteinas lo que le permite a la bacteria captar nitrogeno del aire y transformarlo en amonio para que la planta pueda usarlo», explico.
«Pseudomona protegens no fija nitrogeno», señalo Ayub. «Fue necesario introducir esa cantidad porque la nitrogenasa no es una enzima sino que es un complejo enorme que necesita como minimo entre 20 y 25 proteinas para poder funcionar», expreso.
El trigo, el maiz y el arroz se encuentran entre los cultivos mas relevantes por el volumen de negocio y la cantidad de toneladas producidas, entre otros factores. «La fertilizacion con nitrogeno es el costo principal y representa uno de los factores limitantes para plantear el cultivo de una hectarea de cereales», preciso.
De acuerdo con el especialista del INTA, «para fertilizar una hectarea de cereal, como por ejemplo trigo, se requieren unos 150 dolares; mientras que el uso de nuestra tecnologia tiene un costo de mas o menos un dolar». En este sentido, destaco que este avance representa «mucha diferencia».
Los resultados alcanzados son auspiciosos, por lo que el INTA y el Conicet solicitaron la patente para esta tecnologia pensada para reemplazar los fertilizantes nitrogenados. «Estos se producen a partir de nitrogeno gaseoso que es un derivado del petroleo y que, en la actualidad, se usa para su fabricacion un 10 % de la energia consumida a escala mundial», dijo.
En linea general, estos fertilizantes estan destinados especialmente a cereales, «no solo porque son el cultivo mas importante sino ademas porque no pueden fijar nitrogeno naturalmente», indico el investigador, tras detallar que «la produccion de estos fertilizantes es una de las mayores causas de emision de gases de efecto invernadero, principales responsables del cambio climatico que sufre el planeta».
«La fertilizacion con nitrogeno es el costo principal y representa uno de los factores limitantes para plantear el cultivo de una hectarea de cereales», señalo Ayud.
Agregar proteinas a una bacteria
De acuerdo con los investigadores, el genero Pseudomona no fija nitrogeno y no tiene los genes. La fijacion es la reaccion mas endergonica, es decir, que mas energia gasta de la naturaleza. «Es muy cara en terminos energeticos, la mas costosa de todos los procesos conocidos, de todos los organismos vivos», detallo.
De esta modo, reconocio que «las bacterias y las arqueas, que son los unicos organismos capaces de fijar nitrogeno –no todos, pero los que lo hacen– tienen la fijacion muy regulada, de forma tal que si hay una minima cantidad de amonio extracelular se inhibe».
En el caso de «Pseudomona protegens al no tener naturalmente esta maquinaria tampoco tiene el aparato que la reprime cuando hay pequeñas cantidades de amonio extracelular».
El nitrogeno gaseoso (N2) constituye entre el 75 y 80 % de la atmosfera. En ese estado es inerte, es decir que no reacciona con otras sustancias pero, sin embargo, es fundamental para la vida y el crecimiento de las plantas. Para poder usarlo debe ser convertido en amonio (NH4+) y este proceso puede ocurrir por la via abiotica, es decir sin que medie accion de los microorganismos; o biotica, donde las bacterias del suelo juegan un papel fundamental.