Algunos microorganismos son capaces de transformar el nitrógeno molecular en nitrógeno combinado mediante un complejo proceso denominado «fijación biológica». Este proceso bioquímico es, después de la fotosíntesis, el más importante para el mantenimiento de la vida en la Tierra, ya que es crucial en el ciclo biogeoquímico del nitrógeno. Una molécula clave en el desarrollo de la simbiosis que fija el nitrógeno entre las leguminosas y la bacteria «Rhizobium» ha sido identificada por un equipo de científicos de la Universidad de Salamanca, que considera que este descubrimiento supone un avance en la disminución del uso de fertilizantes químicos en la agricultura.
Haciendo uso de técnicas de genética reversa, los investigadores han localizado, caracterizado, bloqueado y complementado el gen CelC2, que la bacteria fijadora de nitrógeno «Rhizobium» necesita para establecer la interacción simbiótica con su planta hospedadora, siendo ayudada de esta forma en su nutrición. Este descubrimiento representa un importante paso en el impulso del uso de biofertilizantes microbianos en los cultivos agrícolas en detrimento de los químicos.
El equipo coordinado por el investigador del Centro Hispano Luso de Investigaciones Agrarias Pedro Mateos González señala que la celulasa CelC2 es la molécula clave que permite la entrada del microorganismo en la planta. Se trata de una celulasa muy específica, ligada a la bacteria, cuya función es romper la celulosa de la pared de la célula vegetal sin que sufra daño, creando un portal de entrada por el que la bacteria penetra al interior de la raíz, lo que se constituye en una etapa esencial del proceso de fijación, explicaron los investigadores.
Purificación bioquímica
Los científicos tomaron como modelo el estudio de la simbiosis entre «Rhizobium» y el trébol, gracias a la cual identificaron de forma inequívoca la proteína y gen responsables de esa función tan concreta, observando cómo la bacteria coloniza los pelos de la raíz, que se curvan y la atrapan. El equipo de Mateos realizó una purificación bioquímica de la enzima y la caracterizó, viendo cómo actuaba. Seguidamente, para confirmarlo, recurrieron a la biología molecular, creando mutantes en los que eliminaron el gen en cuestión y comprobaron su función biológica. La investigación confirma que el proceso de infección se detiene cuando se bloquea dicho gen y vuelve a funcionar cuando se introduce de nuevo el gen, sintetizando la proteína correcta.
Así, los expertos han podido constatar que la bacteria «Rhizobium» sólo ayuda a la nutrición de las leguminosas, es decir, no supone un peligro para la planta, y han averiguado el mecanismo por el cual ocurre, lo que abre nuevas vías al posible desarrollo de la misma técnica para otros cultivos. De hecho, los científicos ya han ensayado con éxito en cultivos como la fresa, el arroz o la cebada, obteniendo resultados satisfactorios.
