Las plantas aportan hierro a las bacterias para obtener nitrógeno

Tsukuba, Japón — Las legumbres tienen un mecanismo (simbiosis rizobica) para adquirir eficientemente nitrógeno, un macronutriente esencial para el crecimiento, mediante las bacterias rizobias fijadoras de nitrógeno. Los nodos radiculares son órganos que facilitan las relaciones simbióticas en las raíces de las plantas. Los rizobios colonizan estos nódulos y fijan nitrógeno convirtiendo el nitrógeno del aire en amoníaco. El hierro es necesario para las enzimas que catalizan la fijación de nitrógeno; sin embargo, se desconoce en gran medida dónde y cómo se transporta el hierro al nódulo y se utiliza para la fijación de nitrógeno.

En este estudio, utilizando la leguminosa modelo Lotus japonicus, se realizó un análisis transcriptómico basado en el estado de nitrógeno en el cuerpo de la planta durante el proceso de simbiosis rizobiana. Se han identificado péptidos IRON MAN (IMA), que constan de aproximadamente 50 aminoácidos, que funcionan sistemáticamente (sistema de brotes y raíces) para acumular hierro en los nódulos después de una infección por rizobios.

Además, se analizó la función de los péptidos IMA en L. japonicus y Arabidopsis thaliana, una planta privada de simbiosis rizobiana. En ambas especies de plantas, los péptidos IMA apoyaron la homeostasis del nitrógeno al adquirir hierro en respuesta al aumento de la concentración de nitrógeno en el cuerpo de la planta, regulando así el crecimiento de las plantas.

El equipo de investigación identificó previamente un mecanismo para regular la simbiosis rizobiana en respuesta a la disponibilidad de nitrógeno del suelo. Este estudio se basa en investigaciones anteriores al dilucidar el mecanismo subyacente de la absorción de hierro en respuesta al nitrógeno, proporcionando información adicional sobre los mecanismos de adaptación de las plantas.

Estos hallazgos son prometedores para el desarrollo de nuevas tecnologías que contribuyan a una sociedad sostenible al maximizar la capacidad de las plantas para la simbiosis microbiana en términos de utilización de nutrientes.