¿Es posible mejorar la eficiencia en el cultivo de patata con el uso del nitrato?

Las plantas de patata perciben los días cortos y las noches más frías como un indicio de la llegada del invierno, lo que induce la formación de tubérculos como estrategia de supervivencia invernal. Los tubérculos de patata permanecen latentes en el suelo durante los meses de invierno, para reactivarse en la primavera siguiente y dar lugar a una nueva planta.

Los días más cortos o las noches más largas son un requisito estricto para la formación de tubérculos en las variedades locales de patata silvestre, mientras que las mutaciones en el locus de la precocidad evaden este estricto control de la duración del día y dan lugar a variedades que forman tubérculos en días largos. Estas variantes aparecieron tras la introducción de la patata en Europa, mientras que fueron seleccionadas durante el cultivo moderno de la patata, ya que la mayoría de los cultivares de patata incluyen al menos uno de los alelos de precocidad.

El locus de la precocidad corresponde a formas truncadas de CYCLING DOF FACTOR1 (StCDF1), una proteína de dominio DOF que reprime la expresión de los homólogos de patata CONSTANS (StCOLs). En la patata, StCOLs activa el gen SP5G FT-like con un papel negativo en la expresión del tubérgeno FT SP6A, y por tanto en la tuberización. Las formas más cortas de StCDF1 son de hecho más estables que el represor de longitud completa y causan una supresión constitutiva de StCOLs. Esto impide la expresión del gen SP5G y conduce a la activación del tuberígeno SP6A, incluso en días largos no inductivos.

Resultados de la investigación

En una colaboración de socios de la Universidad de Wageningen y el CRAG de Barcelona, se identificaron las dianas directas de StCDF1 mediante una combinación de RNA-Seq y purificación por afinidad de unión a ADN seguida de secuenciación de alto rendimiento (DAP-Seq). En estos estudios se descubrió que StCDF1 no sólo actúa como represor canónico de la vía de la duración del día, sino que modula muchas dianas implicadas en otros procesos biológicos, incluidos varios genes relacionados con el metabolismo del N.

Esta salida del reloj regula la expresión diurna de varios transportadores de nitrato y aminoácidos, y suprime fuertemente la NITRATO REDUCTASA (NR/NIA), una enzima limitante en la asimilación del nitrato que en patata está codificada por un único locus. Esta observación revela que el locus de precocidad, que facilita la formación de tubérculos en días largos, afecta negativamente a la eficiencia en el uso del nitrógeno (NUE), lo que hace que las variedades modernas de patata sean más dependientes de los fertilizantes nitrogenados para obtener altos rendimientos de tubérculos.

Los resultados de esta investigación indican que la eliminación de los sitios de unión a StCDF1 del promotor NIA1 de la patata o la introducción de copias adicionales de NIA2 de otras plantas son muy prometedoras para mejorar la eficiencia de uso del nitrato en la patata.

Fuente: Agronews Castilla y León