El equilibrio entre nutrientes es lo que hace que las plantas crezcan adecuadamente y se conviertan en las cosechas que alimentan al mundo. Sin embargo, en muchas ocasiones hay deficiencias de nutrientes y, para solventarlas, las plantas activan respuestas en busca de su alimento o los agricultores usan fertilizantes para aportar a la planta esos elementos clave para su vida.
A la hora de fertilizar, es importante conocer las interacciones entre distintos nutrientes. En el caso del fósforo y del hierro, básicos para la vida de la planta, la sobrefertilización o deficiencia de uno de ellos puede tener efectos negativos sobre el otro. Por ejemplo, cuando hay deficiencia de fósforo, la planta acumula tanta cantidad de hierro que llega a ser tóxico y, de repente, la planta tiene dos problemas: la falta de fósforo y, como consecuencia, la saturación de hierro.
Conocer estas interacciones a fondo es el objetivo del grupo de Fisiología Vegetal de la Universidad de Córdoba liderado por el catedrático de la Unidad de Excelencia María de Maeztu – Departamento de Agronomía (DAUCO) Javier Romera. En este trabajo de revisión abordan los últimos avances en el conocimiento sobre las estrategias de las plantas para hacer frente a las deficiencias de hierro o fósforo, analizando las similitudes y diferencias entre ellas y teniendo en cuenta las interacciones entre señales que regulan esas respuestas, como el etileno y el óxido nítrico.
En este sentido, la también investigadora del Grupo de Fisiología Vegetal, María José García, señala la importancia de algunos factores de transcripción (elementos encargados de regular la expresión de los genes) que están implicados tanto en las respuestas a la falta de hierro como a la de fósforo. En la revisión, el equipo profundiza en uno de esos factores de transcripción, EIN3 (relacionado con el etileno), clave para regular las respuestas a ambas deficiencias.
Aunque la regulación de los genes relacionados con estas respuestas no se conoce totalmente, el etileno y el óxido nítrico se han involucrado en la activación de genes relacionados tanto con respuestas a la deficiencia de hierro como a la de fósforo. Son dos elementos clave en la activación de las respuestas de las plantas a la falta de nutrientes y en este trabajo se profundiza en su papel en relación a la deficiencia de hierro y de fósforo. “El etileno es una molécula simple con una vida compleja” resalta Romera, quien junto a su grupo descubrió en 1994 el papel que tenía el etileno en la activación de las respuestas de las plantas para conseguir hierro. Posteriormente, en 2007, el grupo argentino del Dr Lamattina llegó a las mismas conclusiones que el grupo de la UCO, pero con el óxido nítrico. Por tanto, “si estas dos sustancias hacen lo mismo, nos planteamos cómo sería la interacción entre ellas” – señala el catedrático. Tras analizar esta relación, han visto cómo el etileno y el óxido nítrico se refuerzan, es decir, se inducen mutuamente para activar las respuestas. Este actuación conjunta hace que sean necesarios ambos, por lo que con sólo bloquear uno de ellos se anulan las respuestas.
En esta revisión se sientan, por tanto, las bases de la interacción entre el hierro y el fósforo, el papel del factor de transcripción EIN3, y las relaciones entre el etileno y el óxido nítrico como reguladores de las respuestas de las plantas a las deficiencias de hierro o fósforo.
En definitiva, se llegan a comprender mejor los mecanismos implicados en la nutrición de las plantas, lo que puede contribuir a obtener variedades más eficientes y a un manejo más racional de la fertilización. Alimentando mejor a las plantas y manteniendo el equilibrio en sus nutrientes se minimizan impactos ambientales derivados de la sobrefertilización y se ahorran costes para el agricultor.
García, M.J.; Lucena, C.; Romera, F.J. Ethylene and Nitric Oxide Involvement in the Regulation of Fe and P Deficiency Responses in Dicotyledonous Plants. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 4904. https://doi.org/10.3390/ijms22094904