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El aporte de nitrógeno amoniacal aumenta la síntesis de compuestos anticancerígenos en el brócoli

Un investigador de la UPV/EHU estudia las propiedades que otorga la nutrición con amonio, a pesar de generar menor crecimiento que el nitrato

University of the Basque Country

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IMAGE: Ammonium nutrition could increase the concentration of anti-oxidants and anticarcinogens in broccoli. view more 

Credit: Nate Steiner

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 la emisión de gases de efecto invernadero, por efecto de los microorganismos del suelo que utilizan ese nitrato, y 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 con el Dr. Pedro Aparicio-Tejo de la Universidad Pública 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, 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.

Mismos resultados en plantas comestibles

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.

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Información complementaria

El biólogo Daniel Marino Bilbao, Ikerbasque Research Fellow en la UPV/EHU, es miembro del grupo de investigación NUMAPS (Nutrition Management in Plant and Soil), dirigido por Carmen González Murua, del Departamento de Biología Vegetal y Ecología de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU.

Referencia bibliográfica

Marino D, Ariz I, Lasa B, Santamaría E, Fernández-Irigoyen J, González-Murua C, Aparicio-Tejo P (2016) Quantitative proteomics reveals the importance of nitrogen source to control glucosinolate metabolism in Arabidopsis thaliana and Brassica oleracea. Journal of Experimental Botany 67: 3313-3323.

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