Rubén Ladrera estudia la regulación de la fijación de nitrógeno en diferentes especies de leguminosas en condiciones de sequía
El licenciado en ciencias ambientales Rubén Ladrera estudia la regulación de la fijación de nitrógeno en diferentes especies de leguminosas en condiciones de sequía
Rubén Ladrera defendió su tesis doctoral en el Departamento de Ciencias del Medio Natural de la Universidad Pública de Navarra
"La regulación de la fijación biológica de nitrógeno en condiciones de estrés hídrico varía en las diferentes especies de leguminosas estudiadas". Así lo ha indicado Ruben Ladrera Fernández en su tesis doctoral "Modelos de regulación de la fijación del nitrógeno en respuesta a sequía: soja y Medicago", en la que explica las distintas maneras en que diferentes especies de leguminosas responden a situaciones de sequía. Su trabajo, que ha obtenido la máxima calificación, sobresaliente cum laude, fue dirigido por el catedrático César Arrese-Igor Sánchez y la profesora titular Esther González García, del Departamento de Ciencias del Medio Natural de la Universidad Pública de Navarra
 | | El biólogo Rubén Ladrera Fernández. (unavarra.es) |
Rubén Ladrera Fernández (Nájera, 1980) es licenciado en Ciencias Ambientales por la Universidad de Salamanca y, desde 2003, miembro del equipo de investigación de la Universidad Pública de Navarra en torno a la Fisiología Vegetal y Agrobiología. En los años 2005 y 2006 realizó estudios de investigación en el Institut Nacional de la Reserche Agronomique, en Montpellier (Francia), y en la Universidad de Florida (Estados Unidos). Ha participado en 3 proyectos de investigación sobre la fijación de nitrógeno en leguminosas, es coautor de 4 artículos de investigación publicados en revistas científicas, de 4 capítulos de libro y ha contribuido con más de una veintena de comunicaciones a congresos nacionales e internacionales.
Fijación biológica de Nitrógeno
En su tesis, explica que el nitrógeno es el elemento más abundante en la atmósfera terrestre, "pero es una fuente nutritiva muy escasa para las plantas. Esta paradoja se debe a que el nitrógeno atmosférico es inerte y no es utilizable por los seres vivos, por lo que debe ser reducido a otras formas químicas como nitrato (NO3-) o amonio (NH4+) para poder ser utilizado por las plantas". Esta situación provoca una elevada utilización de fertilizantes nitrogenados en la agricultura, lo cual puede originar diferentes problemas ambientales como son la contaminación de suelos y agua o la emisión de dióxidos de nitrógeno a la atmósfera."
Sin embargo, tal y como señala en su trabajo, "algunos organismos son capaces de reducir el nitrógeno atmosférico hasta amonio para su posterior utilización metabólica, lo cual se conoce como fijación biológica de nitrógeno (FBN"). Estos organismos fijadores de nitrógeno (también llamados diazotrofos), pueden fijar nitrógeno bien en vida libre o en simbiosis con plantas. Entre las diferentes asociaciones simbióticas fijadoras de nitrógeno, "la más importante desde un punto de vista agronómico es aquella llevada a cabo por plantas pertenecientes a la familia de las leguminosas y bacterias, genéricamente denominadas rizobios".
"En esta simbiosis -según la investigación realizada por Ladrera- las bacterias, que habitan en unos órganos especializados de las raíces de las plantas llamados nódulos, son capaces de utilizar el nitrógeno atmosférico y reducirlo hasta amonio, que es exportado a la planta, mientras que ésta aporta a la bacteria el carbono procedente de la fotosíntesis y necesario para llevar a cabo la respiración bacteroidal."
Qué ocurre en caso de sequía o estrés hídrico
Rubén Ladrera afirma en su tesis que "la FBN es un proceso muy sensible a la sequía, de forma que se inhibe rápidamente en condiciones de estrés hídrico, lo cual provoca importantes pérdidas en el cultivo de las leguminosas a nivel mundial. Sin embargo, aún no se conoce con exactitud cuál es el mecanismo responsable de esta inhibición. Se han propuesto diferentes mecanismos, entre los que se incluyen una limitación de oxígeno en los nódulos, un proceso de retroinhibición mediado por nitrógeno y una limitación en el flujo de carbono hacia la bacteria".
En opinión de Rubén Ladrera, todos estos aspectos cobran especial importancia si se tienen en cuenta algunas de las conclusiones del IV Informe del Panel Intergubernamental de Cambio Climático, que confirma que "la sequía se va a convertir en el principal factor limitante en la producción de cultivos a nivel mundial y, muy especialmente, en la Península Ibérica".
En este contexto, ha estudiado el efecto de la sequía en el metabolismo nodular y de la planta en diferentes especies de leguminosas (soja, alfalfa y Medicago truncatula), con el objetivo de conocer los mecanismos de regulación de la FBN en condiciones de estrés hídrico.
La tesis de Rubén Ladrera profundiza en la respuesta del metabolismo carbonado y nitrogenado en nódulos y en plantas de las diferentes especies de leguminosas en condiciones de sequía. Para ello, en su estudio utilizó "plantas de diferentes variedades de cada especie, que presentaban diferente tolerancia frente al estrés hídrico, con el objetivo de identificar los factores implicados en la regulación de la FBN".
Los resultados del estudio indican que se produjo una limitación en el flujo de carbono al bacteroide, así como una acumulación de compuestos nitrogenados en el nódulo (pero no en hojas) de plantas de soja sometidas a sequía, al mismo tiempo que la inhibición de la FBN. Estos resultados indican que "la regulación de la FBN en soja, en condiciones de estrés hídrico, se producen a nivel local, en el propio nódulo, y en ella están implicados el metabolismo del carbono y del nitrógeno".
Sin embargo, en el caso de las otras especies analizadas, alfalfa y Medicago truncatula, la sequía provocó una acumulación de compuestos carbonados en el nódulo, lo cual indica que "la regulación de la FBN en estas especies se produjo de forma independiente al metabolismo del carbono nodular".
"Estas diferencias -concluye el autor de esta tesis- parecen deberse a la mayor tolerancia que presentan las especies del género Medicago frente a la sequía".
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