Obtener nitrógeno es un problema para algunas plantas, pero no para las leguminosas que pueden fijar nitrógeno en el suelo, gracias a los nódulos de las raíces. Obtener suficiente carbono para procesar el nitrógeno es un problema mayor para las leguminosas, por lo que controlan su número de nódulos a través de un mecanismo de autorregulación. Algunas plantas mutantes 'súper-nodulan' y se cree que tienen un límite de carbono. Entonces, ¿qué les sucederá con concentraciones elevadas de dióxido de carbono en la atmósfera? Yunfa Qiao y colegas en China y Australia, comparó las respuestas de Medicago truncatula mutantes de supernodulación (sol-4 y rdn1-1) y tipo salvaje a cinco CO₂ niveles (300–850 μmol mol^-1), descubrir.

Es importante saber cómo responden las plantas al dióxido de carbono elevado, ya que puede estimular la fotosíntesis. Pero si las plantas no pueden acceder a otros nutrientes, el aumento de la fotosíntesis podría causar otros problemas. Un enigma es cómo responderán las legumbres, con su capacidad de desarrollar nódulos para aprovechar el aumento de dióxido de carbono, a las condiciones futuras.

Qiao y sus colegas compararon dos mutantes de supernodulación de M. truncatula o trébol de barril, sol-4 y rdn1-1 y uno de tipo salvaje para ver cómo variaba la fijación de nitrógeno en respuesta a concentraciones elevadas de dióxido de carbono. Cultivaron las plantas en cinco concentraciones diferentes de dióxido de carbono. Luego examinaron la formación de nódulos y la fijación de nitrógeno a los dieciocho y cuarenta y dos días después de la siembra.

Todas las plantas aumentaron la biomasa, el número de nódulos y fijaron nitrógeno con el aumento del dióxido de carbono, hasta 700 partes por millón. Pero a los mutantes les fue diferente. El rdn1-1 mutante tendía a funcionar un poco mejor que el tipo salvaje. Pero el sol-4 el mutante se desempeñó peor.

“La diferencia más llamativa se vio en la incapacidad del sol-4 mutante para compensar su biomasa de brotes reducida bajo eCO₂, Mientras que el rdn1-1 mutante excedió los aumentos de biomasa de brotes observados en el WT A17”, escriben y sus colegas. “Del mismo modo, el rdn1-1 el mutante mostró el N total más alto₂ fijación, especialmente bajo eCO₂ (por ejemplo, 700 μmol mol^-1). Esto se correlacionó fuertemente con el aumento en la biomasa de los brotes... En contraste, el sol-4 mutante luchó para aumentar la biomasa de brotes con el aumento de N₂ fijación, además de caracterizarse por un menor N total₂ fijación por planta. Por lo tanto, concluimos que el fenotipo del sol-4 mutante, similar a los respectivos mutantes en la soja..., no está relacionado con el suministro de C debido a la mutación específica en el SOL/NARK gene."

ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN

Qiao Y, Miao S, Jin J, Mathesius U, Tang C. 2021. Respuestas diferenciales del sunn4 y rdn1-1 mutantes de supernodulación de Medicago truncatula al CO2 atmosférico elevado. Annals of Botany 128: 441-452. https://doi.org/10.1093/aob/mcab098