El control de los niveles de óxido nítrico en rizobios, clave para proteger la fijación de N2 y mitigar el cambio climático
Las leguminosas, ricas en proteínas, juegan un papel crucial en la agricultura sostenible por su capacidad para establecer simbiosis fijadoras de nitrógeno atmosférico (N2) con rizobios. Gracias a ello, su cultivo disminuye la dependencia de fertilizantes nitrogenados sintéticos de los cultivos agrícolas. Estos fertilizantes se procesan por microorganismos del suelo, a través, fundamentalmente, del proceso de desnitrificación, dando lugar a la producción del gas de efecto invernadero óxido nitroso (N2O) que tiene un gran impacto en el cambio climático. Algunos rizobios contribuyen a la producción de N2O tanto en vida libre como en simbiosis con leguminosas debido a que, además de fijar N2, pueden llevar a cabo el proceso de desnitrificación. Concretamente, la enzima óxido nítrico reductasa (cNor) es la responsable de producir N2O a partir de la reducción del óxido nítrico (NO) en este proceso. El NO, además, es un gas reactivo que, a niveles elevados es tóxico, provocando la inhibición de la fijación simbiótica de N2. Por ello, una mejor comprensión de la regulación de la cNor en rizobios es esencial para proteger la fijación simbiótica de N2 de los efectos perjudiciales del NO y reducir las emisiones de N2O, contribuyendo así a mitigar el cambio climático.
Un trabajo liderado por las Dras. María Jesús Delgado y Socorro Mesa del grupo de Metabolismo del Nitrógeno en Bacterias Rizosféricas, publicado recientemente en la prestigiosa revista Antioxidants & Redox Signaling describe, por primera vez, el papel dual del sistema regulador de dos componentes RegSR del endosimbionte de la soja Bradyrhizobium diazoefficiens sobre la expresión de la enzima cNor en función de la concentración de oxígeno. Mientras que en condiciones de oxígeno menos restrictivas (microoxia), RegSR actúa como represor, en ausencia de oxígeno (anoxia) actúa como inductor de cNor. Este conocimiento es crucial para el desarrollo de nuevas estrategias y prácticas de gestión en la agricultura, en particular, para mejorar la producción de las leguminosas y mitigar el cambio climático.
El trabajo ha sido financiado por los proyectos PID2020-114330GB-I00, PID2021-124007OB-I00 y EQC2019-005450-P de la Agencia Estatal de Investigación [MCIN/AEI/10.13039/501100011033] con fondos FEDER y por la Junta de Andalucía [Proyecto P18-RT-1401].
Más información:
Andrea Jiménez-Leiva, Raquel A. Juárez-Martos, Juan J. Cabrera, María J. Torres, Socorro Mesa*, María J. Delgado*. 2025. Dual oxygen-responsive control by RegSR of nitric oxide reduction in the soybean endosymbiont Bradyrhizobium diazoefficiens. Antioxidants & Redox Signaling 42:408-420. DOI: 10.1089/ars.2024.0710
Contacto:
Andrea Jiménez Leiva (andrea.jimenez@eez.csic.es)
Socorro Mesa (socorro.mesa@eez.csic.es)
María Jesús Delgado (mariajesus.delgado@eez.csic.es)
