El aporte de amonio aumenta la producción de sustancias anticancerígenas en el brócoli

En la búsqueda de estrategias de fertilización menos contaminantes, un trabajo de investigación ha estudiado el uso de fertilizantes de base amonio, menos utilizados para la fertilización que el nitrato, por el menor crecimiento que presentan las plantas. La comparativa del conjunto de proteínas generadas por una planta modelo a partir de estas dos fuentes de nitrógeno ha puesto de manifiesto una mayor cantidad de glucosinolatos en el caso de nutrición en base amonio. Esto otorga a las plantas una capacidad insecticida mayor, y nutricionalmente podría ser muy interesante, por ser sustancias anticancerígenas.

Las plantas necesitan nitrógeno para su crecimiento, y la agricultura intensiva requiere del aporte de compuestos nitrogenados. La fertilización clásica, basada en nitrato, sin embargo, es causante de grandes problemas ambientales, como la contaminación de aguas superficiales y subterráneas, por la lixiviación del nitrato, y por el efecto de los microorganismos del suelo que utilizan ese nitrato y que producen óxido nitroso, un importante gas de efecto invernadero.

Con el objetivo de reducir esa problemática, “se está intentando fomentar otro tipo de fertilización, y una de ellas es el uso de amonio, junto con inhibidores de la nitrificación. Los inhibidores hacen que ese amonio esté en el suelo durante más tiempo, y así se mitiga la lixiviación de nitratos y también las emisiones de óxidos de nitrógeno”, explica Daniel Marino, investigador del grupo de investigación NUMAPS de la UPV/EHU que ha llevado a cabo este estudio en colaboración la Universidad Pública de Navarra y el Instituto de Investigación Sanitaria de Navarra.

Sin embargo, esta fuente de nitrógeno tiene una particularidad: “puede ser tóxica para las plantas, y generar un crecimiento menor que con nitrato. En nuestro grupo nos dedicamos a estudiar la tolerancia y sensibilidad de diferentes plantas a esta fuente de nitrógeno”. Buscando profundizar más en este tema, los investigadores procedieron a estudiar el proteoma de una planta modelo, la Arabidopsis thaliana. “Sin fijar la atención en ninguna proteína en particular, decidimos ver qué diferencias presentaba esta planta en el conjunto de las proteínas sintetizadas, al fertilizarla con nutrición amoniacal o nítrica”, comenta Daniel Marino.

Al estudiar el tipo y la cantidad de proteínas acumuladas en las plantas con cada tipo de nutrición, “lo que más interesante nos pareció es que había algunas proteínas relacionadas con el metabolismo de los glucosinolatos que se acumularon en mayor cantidad en las plantas a las que se aportó amonio”, recalca el investigador. Los glucosinolatos, en general, tienen dos propiedades: son insecticidas naturales, y concretamente, uno de ellos, la glucorafanina, tiene propiedades anticancerígenas.

Dado que los experimentos los habían realizado con la planta Arabidopsis thaliana, una planta modelo muy utilizada en investigación pero que carece de interés comercial, pensaron repetir el experimento, “pero esta vez con plantas de brócoli. Aunque no llegamos a estudiar el contenido de glucosinolatos en la parte del brócoli de mayor interés alimentario —la flor—, vimos que en las hojas de plantas jóvenes se acumulaba mayor cantidad de glucorafanina cuando aportamos la fuente de nitrógeno mediante amonio que cuando lo hicimos mediante nitrato”, señala Marino.

Vistos estos resultados, el grupo de investigación sigue trabajando en este aspecto, e incluso han iniciado contactos con algunas empresas que pudieran estar interesadas en ellos. Así, para ahondar en su posible aplicación comercial “realizaremos experimentos en campo, donde el sistema es mucho más complejo, debido, entre otros, a los microorganismos del suelo que también utilizan el amonio como fuente de nitrógeno. Así, en los experimentos de campo nos interesaremos también en analizar el contenido de glucosinolatos en la inflorescencia del brócoli, la parte de la planta que más se consume. Por otra parte, desde un punto de vista más fundamental, también nos interesa saber el efecto que los glucosinolatos puedan tener en la tolerancia de la propia planta al amonio”, explica.

Referencia:

Daniel Marino, Idoia Ariz, Berta Lasa, Enrique Santamaría, Joaquín Fernández-Irigoyen, Carmen González-Murua, Pedro M. Aparicio Tejo (2016) Quantitative proteomics reveals the importance of nitrogen source to control glucosinolate metabolism in Arabidopsis thaliana and Brassica oleracea J Exp Bot 67 (11): 3313-3323 doi: 10.1093/jxb/erw147

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa

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