Los biólogos de plantas de la Universidad de Illinois y la Universidad Estatal de Michigan han identificado el área de los genomas dentro de las bacterias fijadoras de nitrógeno en las raíces, llamadas rizobios, que se altera cuando la planta a la que sirven está expuesta a fertilizantes nitrogenados.
El estudio, publicado en la revista Royal Society Actas de la Royal Society B profundiza la comprensión de un estudio realizado en Illinois el año pasado que indicó que la rizobia, que es particularmente beneficiosa para las legumbres como el trébol, frijoles, guisantes, soja, lentejas y otros es menos beneficiosa para las plantas cuando están expuestas al nitrógenofertilizante.
"Esta es una de las primeras veces que encontramos a nivel genético la base de un cambio evolutivo en el mutualismo", dijo Katy Heath, profesora de biología vegetal en Illinois y uno de los autores del estudio, refiriéndose a los beneficios mutuosrelación entre rizobios y plantas que ha evolucionado durante millones de años. Los rizobios reciben azúcar de la planta y, a su vez, le proporcionan nitrógeno a la planta.
Heath realizó el estudio con Christie Klinger, investigadora del Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzada de Illinois que era estudiante de posgrado en el laboratorio de Heath para este trabajo, y Jennifer Lau, bióloga de plantas en la Universidad Estatal de Michigan. Los investigadores también realizaronEl estudio de los últimos años reveló que el fertilizante nitrogenado hecho por el hombre alteró la relación entre los rizobios y las plantas.
"Los seres humanos están tirando fertilizantes en todas partes", dijo Heath. "Por lo tanto, una cosa que nos interesaba preguntar es si las adiciones de nitrógeno a largo plazo interrumpirían esta simbiosis de tantas decenas de millones de años que es bastante importante para la capacidad deleguminosas para competir en ecosistemas naturales "
Al estudiar las legumbres en la Estación Biológica WK Kellogg en Michigan, sitio de un sitio de investigación ecológica a largo plazo creado por la National Science Foundation en parte para estudiar los efectos del fertilizante nitrogenado en las plantas, los investigadores determinaron el año pasado que de hecho el fertilizantecausó que los rizobios se volvieran menos beneficiosos para las plantas a las que servían. El nuevo estudio se lanzó para determinar por qué fue así.
"Este nuevo estudio está ampliando ese trabajo con la secuenciación completa del genoma de la bacteria", dijo Heath. "Secuenciamos nuestras muestras de nuestro grupo de control y del grupo fertilizado con nitrógeno, y ubicamos esta región clave en el genoma que apareceser diferenciado entre esos dos grupos "
Encontraron la diferencia en un área llamada plásmido de simbiosis, que es un área de cromosonas adicionales en rhibozia que les permite ser mutuamente beneficiosos con las plantas: es donde se encuentra el gen que realmente rompe el enlace entre las moléculas de nitrógeno yel aire para "fijarlo" en amonio que la planta puede usar.
"Vemos que en esa región del genoma hay diferenciación que sugiere que los efectos del fertilizante nitrogenado eran hacer que estos rizobios menos beneficiosos fueran diferentes a los rizobios controlados en esa ubicación", dijo Heath. "En el resto del genoma ellosson intercambiables. Pero cuando miras esa región, todas comienzan a separarse. Eso básicamente significa que la selección ha cambiado algo en esa región ".
Heath dijo que continúan estudiando el tema. Ella cree que los hallazgos tienen implicaciones significativas a medida que las sociedades se enfrentan a un entorno cambiante.
"¿Por qué importa si podemos sintetizar nitrógeno y verterlo en los campos de todos modos?", Dijo Heath. "Es importante porque estamos buscando soluciones más sostenibles. Creo que estamos buscando no agregar toneladas de productos fijos humanosnitrógeno, que es un proceso que consume mucha energía. Los rizobios son realmente especiales porque pueden hacerlo ellos mismos ".
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Materiales proporcionado por Facultad de Artes Liberales y Ciencias de la Universidad de Illinois . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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