Barreras Radiculares: Revelada la Clave de la Simbiosis de Fijación de Nitrógeno

El nitrógeno, crucial para el crecimiento de las plantas, impulsa a las leguminosas como los frijoles y los garbanzos a adaptarse a suelos pobres en nitrógeno. Forman nódulos radiculares que albergan bacterias capaces de extraer nitrógeno del aire. Estos rizobios reciben azúcares de la planta a cambio del nitrógeno fijado. Un estudio de la Universidad de Colonia, la Universidad de Copenhague y el Instituto Max Planck de Investigación en Fitomejoramiento en Colonia ha arrojado luz sobre esta simbiosis. Publicada en Science, su investigación detalla el papel vital de las barreras radiculares en la regulación del delicado metabolismo entre plantas y bacterias. La banda de Caspary, una barrera impermeable en las raíces de las plantas, actúa como un guardián, controlando el flujo de agua y nutrientes hacia el sistema vascular de la planta. Esta barrera se desarrolla junto con los nódulos externos. La formación de estos nódulos también está finamente regulada: cuando el nitrógeno es escaso, las raíces envían una señal de alarma, el péptido CEP1, a las hojas, que luego mejoran la formación de nódulos. El equipo de investigación descubrió que la banda de Caspary controla las vías de señalización asociadas. Estudiaron la leguminosa Lotus japonicus. Cuando los científicos eliminaron la banda de Caspary, las plantas formaron nódulos muy lentamente en suelo pobre en nitrógeno. Esto no se debió a la barrera con fugas, sino a que no se produjo ninguna señal CEP1. Las plantas no pudieron detectar y responder a la deficiencia de nitrógeno. Dentro de los nódulos, los investigadores también encontraron una versión compacta de la banda de Caspary, que regula el intercambio entre la planta y las bacterias. Sin esta barrera, el azúcar fluye libremente de la planta a los nódulos. Esto hace que las bacterias se multipliquen aún más, pero ya no producen compuestos de nitrógeno como nutrientes para la planta. "El estudio proporciona nuevos conocimientos sobre cómo interactúan las plantas y los microbios y establece un nuevo sistema modelo para investigar cómo puede tener lugar una asociación beneficiosa en un espacio confinado", resume el autor principal Tonni Grube Andersen. Según los investigadores, las plantas han desarrollado este sistema de control finamente ajustado para garantizar que la asociación siga siendo justa.