La sequía reduce la fijación de nitrógeno en leguminosas

En condiciones de sequía, se produce un descenso de la actividad sacarosa sintasa nodular, señala María Dolores Gálvez. "Este descenso se produce simultáneamente al descenso de la fijación de nitrógeno, pudiéndose establecer una elevada correlación entre ambos procesos en condiciones adversas". Como consecuencia de la inhibición de la actividad sacarosa sintasa, se observa también un descenso de la concentración de azúcares fosfato y ácidos orgánicos, "lo que indica un descenso en el flujo de carbono en los nódulos que limitaría, a su vez, el suministro de carbono al bacteroide, viéndose afectada la capacidad del bacteroide para fijar nitrógeno", explica la experta.

"Entre los ácidos orgánicos presentes en nódulos de leguminosas, el malato es el más abundante y es el principal producto del catabolismo de la sacarosa que emplean los bacteroides para obtener la energía necesaria que les permite llevar a cabo la fijación de nitrógeno. La concentración nodular de este ácido orgánico disminuyó significativamente en condiciones de sequía suave", añade.

Con el fin de profundizar en el proceso de percepción y transducción del estrés hídrico que lleva a la inhibición de la fijación de nitrógeno, Gálvez ha estudiado también el ácido abscísico y las especies de oxígeno activado como posibles moléculas implicadas en la regulación de la fijación de nitrógeno. Los resultados obtenidos mediante la aplicación exógena de ácido abscísico sugieren la existencia de, al menos, dos mecanismos distintos de regulación de la fijación de nitrógeno dependiendo de cómo se desarrolla el estrés, la experta.

"En situaciones en que el estrés se produce de forma gradual, actuaría una ruta independiente de ácido abscísico que implica la inhibición de la actividad sacarosa sintasa y en situaciones en que el estrés se produce de forma rápida e intensa, actuaría otra ruta dependiente de ácido abscísico que implica un control por leghemoglobina/oxígeno".

Para analizar la posible implicación de las especies de oxígeno activado en la modulación de la fijación de nitrógeno se recurrió a la aplicación exógena de ácido ascórbico, un antioxidante natural, en plantas expuestas a estrés hídrico. "El tratamiento con ácido ascórbico exógeno realizado en condiciones de estrés hídrico no permitió aumentar los niveles endógenos de dicho metabolito. Sin embargo, modificó la capacidad antioxidante de los nódulos, como indica el incremento significativo de la actividad total superóxido dismutasa, respecto a nódulos sometidos a sequía, y ejerció un papel beneficioso sobre el contenido de proteína de la planta", indica.

En ambos tratamientos de sequía, el descenso de la actividad específica sacarosa sintasa provocó un descenso en el contenido de ácidos orgánicos en nódulos. Además, la aplicación de ácido ascórbico no revirtió el efecto negativo del estrés hídrico en la fijación de nitrógeno, "por lo que no es posible relacionar las especies de oxígeno activado con la regulación de la fijación de nitrógeno. En este contexto, el descenso de la fijación de nitrógeno ocurre asociado a una limitación en el flujo de carbono en los nódulos, provocada por la inhibición de la actividad sacarosa sintasa en dichas condiciones".

Según explica María Dolores Gálvez, "las señales implicadas en la percepción y en la ruta de transducción de señales que conduce al descenso de la fijación biológica de nitrógeno en condiciones de estrés hídrico son complejas y son necesarios futuros estudios para comprender los mecanismos de regulación de la fijación biológica de nitrógeno".

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