Un estudio internacional identifica nuevos mecanismos clave para la fijación biológica del nitrógeno en las plantas
La investigación identifica tres genes esenciales para la simbiosis entre leguminosas y bacterias fijadoras de nitrógeno del suelo, un proceso fundamental para la agricultura sostenible
04 | 11 | 2026
Un equipo internacional, en el que han participado José María García-Mina y Ángel Zamarreño, investigadores del Instituto BIOMA de la Universidad de Navarra, ha identificado nuevos mecanismos moleculares que permiten a las leguminosas aprovechar el nitrógeno atmosférico mediante su asociación con bacterias beneficiosas del suelo. Los resultados, publicados en la revista científica New Phytologist, contribuyen a comprender mejor la fijación biológica del nitrógeno, que desempeña un papel fundamental en la fertilidad de los suelos y permite reducir la dependencia de los fertilizantes nitrogenados industriales, cuya producción y utilización tienen importantes impactos ambientales.
El nitrógeno constituye aproximadamente el 78 % de la atmósfera. Sin embargo, la mayoría de las especies vegetales no pueden utilizarlo directamente. Las leguminosas, como los guisantes, las judías o la alfalfa, tienen una ventaja: pueden establecer una relación de simbiosis con determinadas bacterias del suelo, conocidas como rizobios, capaces de transformar el nitrógeno atmosférico en compuestos que la planta puede aprovechar. Esta asociación tiene lugar en unas pequeñas estructuras que se forman en las raíces, denominadas nódulos.
Los investigadores trataron de descifrar el mecanismo a través del cual las bacterias y las células vegetales intercambian nutrientes y cómo se distribuye el nitrógeno obtenido hacia el resto de la planta. Para ello, estudiaron una familia de proteínas transportadoras denominada UMAMIT, relacionada con el movimiento de aminoácidos a través de las membranas celulares. Utilizando la especie Medicago truncatula, identificaron varios genes cuya actividad aumenta durante el establecimiento y desarrollo de la simbiosis.
Mediante técnicas de edición genética CRISPR-Cas9, inactivaron simultáneamente tres genes de esta familia. Los resultados mostraron que, aunque las plantas modificadas seguían formando nódulos, su capacidad de fijación de nitrógeno disminuía considerablemente. “Llegamos a observar reducciones de hasta un 41% en la actividad nitrogenasa y de hasta un 82% en la biomasa vegetal, acompañadas de síntomas de deficiencia de nitrógeno y una menor concentración de aminoácidos esenciales para su transporte”, asegura José María García-Mina.
Además, comprobaron que una de las proteínas, MtUMAMIT17, se localiza en estructuras celulares relacionadas con el intercambio de nutrientes entre las bacterias y la planta. Estos hallazgos demuestran que la formación de nódulos no garantiza por sí sola una fijación eficiente del nitrógeno, sino que también son necesarios mecanismos específicos de transporte de nutrientes.
Aunque los autores insisten en la necesidad de seguir investigando en esta línea, el estudio pone de manifiesto que comprender los mecanismos que regulan este proceso puede contribuir al desarrollo de estrategias que mejoren el aprovechamiento natural del nitrógeno por los cultivos, favoreciendo sistemas agrícolas más eficientes y sostenibles.
· Referencia bibliográfica: Winning, C. S. et al. (2026). Symbiosis-associated UMAMIT transporters required for establishing efficient nitrogen fixation in Medicago truncatula. New Phytologist, 250, 530–546. https://doi.org/10.1111/nph.70917