Maíz Olotón, alternativa para reducir fertilizantes nitrogenados
El maíz es uno de los cultivos fundamentales para la alimentación y la agricultura en México y el mundo. Sin embargo, su producción requiere importantes cantidades de nitrógeno, elemento indispensable para el crecimiento y desarrollo de las plantas y que, en los sistemas agrícolas convencionales, suele suministrarse mediante fertilizantes químicos.
Ante los retos ambientales y productivos asociados con el uso intensivo de estos insumos, la investigación científica ha dirigido su atención hacia procesos naturales capaces de mejorar la disponibilidad de nutrientes para las plantas. Entre ellos destaca la fijación biológica de nitrógeno, en la que determinados microorganismos transforman el nitrógeno atmosférico en formas que pueden ser aprovechadas por las plantas.
En este contexto, los maíces nativos de México representan una fuente de conocimiento y diversidad genética de gran importancia. Entre ellos destaca la raza Olotón, originaria de la Sierra Mixe de Oaxaca, que posee una característica particularmente notable: desarrolla raíces aéreas que, bajo condiciones de alta humedad, producen un abundante mucílago gelatinoso.
Un microbioma con funciones esenciales
Las plantas mantienen una estrecha relación con comunidades de microorganismos que habitan tanto en su superficie como en el interior de sus tejidos. Este conjunto de microorganismos, sus genes y las interacciones que establecen con la planta y con el ambiente constituye el microbioma.
Estas comunidades microbianas pueden participar en procesos fundamentales para las plantas, como la adquisición de nutrientes, la producción de compuestos que favorecen su crecimiento y la protección frente a determinados agentes causantes de enfermedades.
En el caso del maíz Olotón, el mucílago producido por sus raíces aéreas constituye un ambiente particularmente interesante. En él se desarrolla una comunidad microbiana que incluye bacterias fijadoras de nitrógeno, conocidas como diazótrofos, capaces de utilizar el nitrógeno atmosférico y transformarlo mediante la actividad de la enzima nitrogenasa.
De acuerdo con recientes publicaciones, esta asociación puede contribuir a cubrir entre 29 y 82 % de la demanda de nitrógeno de la planta, lo que convierte al Olotón en un modelo de gran interés para estudiar mecanismos naturales de nutrición vegetal.
El proceso resulta particularmente interesante porque los microorganismos asociados al mucílago encuentran allí fuentes de carbono provenientes de los azúcares producidos por la propia planta. De esta manera, se establece una interacción en la que el ambiente generado por las raíces favorece la actividad de los microorganismos y, a su vez, estos pueden contribuir al suministro de nitrógeno.
De la diversidad genética a la investigación genómica
México es reconocido como centro de origen y diversificación del maíz y conserva una amplia diversidad de razas nativas. Esta diversidad no solamente representa un patrimonio agrícola y cultural, sino también una oportunidad para identificar características biológicas que pueden contribuir al desarrollo de sistemas productivos más sustentables.
En este sentido, el Centro Nacional de Recursos Genéticos (CNRG) del INIFAP desarrolla investigaciones orientadas a comprender las características del maíz Olotón y la interacción que establece con los microorganismos presentes en el mucílago de sus raíces aéreas.
El trabajo encabezado por el Dr. José Luis Aguirre Noyola busca estudiar, desde una perspectiva genómica, las bases genéticas y bioquímicas que permiten esta interacción entre la planta y su microbiota. El objetivo es avanzar en la comprensión de los mecanismos relacionados con la fijación biológica de nitrógeno y explorar su posible aprovechamiento mediante el desarrollo de bioinoculantes.
Caracterización de microorganismos con potencial agrícola
La investigación contempla el aislamiento y caracterización de bacterias presentes en el mucílago de las raíces aéreas. Además de estudiar su participación en la fijación de nitrógeno, se evalúan otras características relacionadas con su posible utilidad agrícola.
Entre los análisis de laboratorio se encuentran la evaluación de la producción de sideróforos, la capacidad para solubilizar fosfatos, la producción de poliaminas y fitohormonas como auxinas y giberelinas. También se realizan ensayos para determinar la actividad de la nitrogenasa mediante la técnica de reducción de acetileno.
De manera complementaria, la investigación considera la evaluación de antagonistas de hongos fitopatógenos asociados con el maíz, entre ellos diferentes especies del género Fusarium. Esto abre una segunda línea de interés: además de contribuir potencialmente a la nutrición vegetal, algunos microorganismos asociados al maíz podrían tener funciones relacionadas con la protección de la planta.
Bioinoculantes: trasladar el conocimiento a otros maíces
Uno de los principales intereses de estudiar el sistema Olotón-microbioma es determinar si los mecanismos identificados pueden aprovecharse más allá de esta raza nativa.
El conocimiento generado podría contribuir al diseño de bioinoculantes, productos basados en microorganismos seleccionados que puedan favorecer procesos como la disponibilidad de nutrientes o el crecimiento vegetal. La investigación busca, en particular, explorar la posibilidad de aprovechar las capacidades de los microorganismos asociados al Olotón para contribuir a reducir la dependencia de fertilizantes químicos en otros materiales de maíz.
Este enfoque representa una oportunidad para vincular la conservación de los recursos genéticos con el desarrollo de tecnologías agrícolas sustentables. En otras palabras, la diversidad presente en los maíces nativos puede convertirse también en una fuente de conocimiento para enfrentar algunos de los desafíos actuales de la agricultura.
Conservar para investigar y transformar
El estudio del maíz Olotón demuestra que la conservación de los recursos genéticos va más allá del resguardo de semillas. Cada raza nativa contiene características genéticas, fisiológicas y ecológicas que pueden aportar información valiosa para comprender la adaptación de las plantas y sus relaciones con el ambiente.
Para el INIFAP, el estudio de estos recursos representa una oportunidad para generar conocimiento científico y desarrollar soluciones que respondan a los desafíos de una agricultura más eficiente y sustentable.
Conservar los maíces nativos significa, por tanto, preservar diversidad genética y cultural, pero también mantener abiertas las posibilidades de encontrar soluciones biológicas para la agricultura del futuro.
Contacto:
Dr. José Luis Aguirre Noyola
Tel: (55) 3871 8700 ext. 84840
