Haciendo uso de tecnologías modernas de secuenciación masiva de RNA, un grupo de investigadores del Instituto de Biotecnología y Biología Molecular (IBBM), perteneciente a la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP-CONICET) identificó hebras de ácido ribonucléico capaces de mejorar el crecimiento de la planta del poroto negro.
El poroto negro es una de las variedades de porotos secos que se cosecha en Argentina, junto a otras legumbres como las arvejas, garbanzos y lentejas. Si bien el mercado nacional de legumbres para consumo interno es muy escueto (en promedio se consumen 800 gr. por habitante por año mientras que a nivel mundial la cifra escala a 8 kg.), esta actividad productiva se caracteriza por presentar un elevado perfil exportador y tiene una gran importancia económica en las zonas centro y noroeste del país, donde se concentra su producción.
Según el Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca, en la campaña 2020-2021 se produjeron 753.780 Tn. de porotos secos (72% del complejo legumbres) por un valor de exportación de 371 millones de dólares, lo cual representa el 0,7% de las exportaciones totales del país. En particular, las ventas externas de porotos negros durante el 2020 representaron el 40% del volumen y el 30% del valor de las exportaciones del complejo legumbres, que se traduce en unas 170 mil Tn. por 111 millones de dólares, siendo el principal destino de las mismas Brasil (50% de la producción), seguido muy de lejos por Venezuela y Cuba.
La Doctora María Eugenia Zanetti, directora del proyecto, explicó que, “los RNAs descubiertos en las raíces de la planta del poroto, son capaces de modular el establecimiento y la eficiencia de la simbiosis entre la planta leguminosa Phaseolus vulgaris (poroto) y bacterias fijadoras de nitrógeno”.
“Este tipo de simbiosis le permite a la planta leguminosa obtener una fuente de nitrógeno que pueda ser incorporada en proteínas y ácidos nucleicos, la cual es crucial para el desarrollo y crecimiento de la planta, y por lo tanto para sustentar la producción agrícola”.
Por otro lado, las bacterias simbióticas, presentes en los suelos de cultivo, más eficientes en la fijación de nitrógeno se ven favorecida con una fuente de carbono proveniente de los productos fostosintéticos sintetizados por la planta. Durante el establecimiento de la simbiosis fijadora de nitrógeno, la bacteria infecta la raíz de la planta y es alojada dentro de un órgano especializado en la fijación de nitrógeno denominado “nódulo”.
Zanetti agregó: “La planta de poroto negro es capaz de seleccionar y alojar preferentemente aquellas bacterias que son más eficientes en la formación de nódulos, aumentado así la producción de masa de la planta. De esta manera, la mayoría de los nódulos son ocupados sólo por la bacteria simbiótica que es más eficiente en la formación de nódulos. En el estudio que realizamos, se identificó un pequeño RNA que responde específicamente frente la bacteria más eficiente en la formación de nódulos.
El grupo de investigación del IBBM demostró que, si las plantas producen altas cantidades de este pequeño RNA, los nódulos pueden ser infectados promiscuamente, tanto por la bacteria más eficiente como por la menos eficiente, incuso, los nódulos de las plantas sobreproductoras del este pequeño RNA son ocupados simultáneamente por dos bacterias diferentes, es decir nódulos que son infectados por la bacteria más eficiente y la menos eficiente al mismo tiempo (ver ilustración) Este pequeño RNA es capaz de suprimir la defensa de la planta cuando una bacteria infecta la planta permitiendo así el ingreso de la bacteria y la ocupación de los nódulos.
Los pequeños RNA han emergido como importantes moduladores del desarrollo y crecimiento de las plantas, y han sido utilizado para mejorar caracteres agronómicamente importantes tales como la tolerancia frente a la sequía y la resistencia frente a patógenos.
Este estudio abre la posibilidad de utilizar estrategias basadas en pequeños RNAs para mejorar la simbiosis fijadora de nitrógeno y aumentar no sólo la producción de leguminosas, sino también la incorporación de nitrógeno en los suelos utilizados en las prácticas agrícolas.
El descubrimiento fue recientemente publicado en la revista de divulgación científica New Phytologist titulado ‘Identification of conserved and new miRNAs that affect nodulation and strain selectivity in the Phaseolus vulgaris–Rhizobium etli symbiosis through differential analysis of host small RNAs’»
