ARS News Service
Agricultural Research Service, USDA
Don Comis, (301) 504-1625, comis@ars.usda.gov
January 25, 2002

Agricultural Research Service scientists in St. Paul, Minn., have added a gene to alfalfa that not only gives it tolerance to acid soil and aluminum, but also lets it naturally produce more nitrogen to stimulate plant growth.

Aluminum makes up about 7 percent of the earth's crust, but it only causes a problem for plants if they are growing in soil that's also acidic. When crop roots in acid soils take in aluminum, the aluminum inhibits the roots' growth, reducing their ability to take up water and nutrients needed by the plant. This reduces the plant's yields.

The gene added by the ARS scientists causes the alfalfa's roots to produce more organic acids that render the aluminum nontoxic.

About 40 percent of the world's arable land has acid soil. Some soils are naturally acidic, while others become acid for a variety of reasons, including overuse of certain fertilizers. In the southeastern United States, millions of acres of pasture have acid subsoils that limit the productivity of forages. Lime applications on acid soils are often impractical, and the lime may not reach the acid subsoils where roots grow.

In experiments, the genetically transformed alfalfa grew longer roots in acid soils that contained aluminum, indicating the roots were more aluminum-tolerant. But the transformed alfalfa did not grow as well as standard alfalfa in non-acid soil.

The ARS researchers aim to boost production of alfalfa on the American landscape and provide farmers with a profitable and environmentally friendly crop for rotation that improves the soil and breaks pest and pathogen cycles.

The scientists also found that the added gene increases the plant's ability to naturally produce nitrogen--process known as "fixing" nitrogen, in which the plant is able to transform atmospheric nitrogen into a form that the plant can use to stimulate growth.

The study was funded by a U.S. Department of Agriculture grant and was a joint effort of ARS and the Minnesota Agricultural Experiment Station. ARS is the U.S. Department of Agriculture's chief scientific research agency.

Una nueva alfalfa podría ser ideal para los suelos pobres

Servicio Noticiero del Servicio de Investigación Agrícola (ARS siglas en inglés)
Departamento de Agricultura (USDA siglas en ingles)
Don Comis, (301) 504-1625, comis@ars.usda.gov
25 de enero 2002

Los científicos del Servicio de Investigaciones Agrícolas (ARS) en St. Paul, Minnesota, han agregado un gene a la alfalfa cual le da una tolerancia al acido y al aluminio en el suelo. El gene agregado también le da a la alfalfa la potencial de producir naturalmente más nitrógeno para estimular el crecimiento de la planta.

El aluminio se encuentra en casi 7 por ciento de la corteza de la tierra, pero solamente causa un problema a las plantas que están creciendo en el suelo cual también es ácido. Cuando las raíces de las cosechas en los suelos ácidos consumen el aluminio, el aluminio inhibe el crecimiento de las
raíces, reduciendo su habilidad de consumir el agua y los nutrimientos necesitados por la planta. Esto reduce el rendimiento de la planta.

El gene agregado por los científicos del ARS causa que las raíces de la alfalfa produzcan más ácidos orgánicos cuales hacen el aluminio no tóxico.

Casi 40 por ciento del terreno cultivable tiene el suelo ácido. Algunos suelos son naturalmente ácidos, mientras que otros se convierten ácido por varias razones, incluyendo el sobre uso de ciertos fertilizantes. En el sureste de Estados Unidos, hay millones de acres de pastaderos en que los
suelos subterráneos tienen mucho ácido que limita la productividad del forraje. La aplicación de la cal en los suelos ácidos a menudo es impracticable, y la cal no alcanzará el subterráneo ácido donde crecen las raíces.

En experimentos, la alfalfa que fue genéticamente transformada creció unas raíces más largas en el suelo ácido y con aluminio, indicando que las raíces fueron más tolerantes al aluminio. Pero la alfalfa transformada no creció muy bien así como la alfalfa regular en el suelo sin ácido.

Los investigadores del ARS quieren aumentar la producción de la alfalfa en el paisaje de Estados Unidos y proveerle a los granjeros con una cosecha buena para el medio ambiente y provechosa para la rotación de cosechas cual mejora el suelo y rompe los ciclos de la peste y del patógeno.

Los científicos también encontraron que el gene agregado aumenta la habilidad de la planta para producir naturalmente el nitrógeno. Este proceso es conocido como "arreglando" el nitrógeno, para que la planta pueda transformar el nitrógeno atmosférico a una forma que la planta pueda usar para estimular su crecimiento.

El estudio fue fundado por una donación por el Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA) y fue un esfuerzo junto con ARS y la Estación Experimental de Agricultura de Minnesota. ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del USDA.