¿Pueden las plantas genéticamente mutadas absorber nitrógeno directamente?

¿Pueden las plantas absorber el nitrógeno directamente [de la atmósfera]?

Aunque la atmósfera es principalmente nitrógeno, las plantas no pueden acceder a ella directamente. En cambio, las plantas dependen del nitrógeno presente en el suelo. Esto puede ser un desafío en suelos pobres en nitrógeno y es la razón principal por la cual la agricultura convencional se basa en la aplicación regular de fertilizantes.

Fijación de nitrogeno

Sin embargo, algunas plantas, como las de las familias Fabaceae [1] y Elaeagnaceae [2], forman asociaciones con microbios que pueden fijar el nitrógeno atmosférico en el suelo; a cambio, los microorganismos reciben un hogar en los nódulos de la raíz de las plantas y un regular suministro de azúcares. Esta relación generalmente agrega más nitrógeno al suelo del que crea y es la razón por la cual los agricultores tradicionalmente rotaban sus cultivos con guisantes, frijoles, trébol y alfalfa (todos fijadores de nitrógeno).

Fijación de Nitrógeno OGM

Como se mencionó, para mantener el nitrógeno en el suelo, los agricultores dependen de la aplicación de fertilizantes o la plantación regular de plantas fijadoras de nitrógeno (rotación de cultivos). Sin embargo, existe un interés en utilizar la tecnología transgénica (GMO) para crear nuevos cultivos capaces de fijar su propio nitrógeno [3]. Para simplificar demasiado las cosas, esto implicaría identificar genes específicos en plantas de fijación de nitrógeno e insertarlos en cultivos sin fijación de nitrógeno. Si tienen éxito, estos nuevos cultivos podrían aumentar los rendimientos y eliminar la necesidad de fertilizantes sintéticos.

Como una ventaja ecológica adicional, menos fertilizantes llegarían a las cuencas donde causan floraciones de algas y zonas muertas, un proceso llamado eutrofización [4].

Notas al pie

[1] Fabaceae | familia de plantas

[2] Elaeagnaceae | familia de plantas

[3] Frontera de sostenibilidad de los OMG: ayudar a los cultivos a adquirir su propio nitrógeno | Proyecto de alfabetización genética

[4] Eutrofización: causas, consecuencias y controles en los ecosistemas acuáticos

Las plantas no tienen la capacidad de absorber nitrógeno. El nitrógeno es absorbido por un alga azul-verde que se asocia con ciertas raíces de plantas (p. Ej., Familia de frijoles … soja, maní, etc.). Al absorberlas, colóquelas en una proteína que las plantas absorban.

Para lograr esta tarea compleja, la ingeniería genética no ha avanzado a ese nivel.

Las complejidades son las siguientes

  1. Haga que las algas azul-verdes se asocien con la planta de su elección.
  2. Incluso si logras esa relación simbiótica, las plantas deberían tener la capacidad de extraerla de las algas verdeazuladas.
  3. Pero en ciencia, todo es posible. Con la secuenciación completa del genoma, podemos entender estas complejidades mucho mejor que decir hace 10 años. Entonces, tengo esperanzas en el futuro.

La respuesta de Dustin es muy completa. Los ingenieros genéticos desearían modificar las plantas para poder absorber nitrógeno, pero que yo sepa no han tenido éxito en ninguna escala comercial. El método para hacer fertilizantes químicos de nitrógeno es muy pesado en energía; consume más energía que la que genera el fertilizante.

Sin embargo, señalaría que el fósforo es un mineral de crecimiento esencial que a menudo es escaso en los suelos y, cuando se aplica en exceso, también es una causa de eutrofización. Este problema no se resolvería mediante la fijación de nitrógeno.