ARS News Service
Agricultural Research Service, USDA
Jim Core, (301) 504-1619, jcore@ars.usda.gov 
June 9, 2005

New findings show that a beneficial soil fungus plays a large role in nitrogen uptake and utilization in most plants.

In the current issue of the journal Nature, Agricultural Research Service (ARS) chemist Philip E. Pfeffer and cooperators report that beneficial arbuscular mycorrhizal (AM) fungi transfer substantial amounts of nitrogen to their plant hosts. A lack of soil nitrogen often limits plant growth.

The studies were conducted by Pfeffer and David Douds at the ARS Eastern Regional Research Center, Wyndmoor, Pa.; Michigan State University scientists headed by Yair Shachar-Hill; and New Mexico State University scientists headed by Peter J. Lammers and including graduate student Manjula Govindarajulu.

AM is the most common type of symbiotic fungus that colonizes the roots of most crop plants. The fungi receive glucose and possibly other organic materials from the plant, while enhancing the plant's ability to take up mineral nutrients, primarily phosphorus.

The scientists previously identified enzymes and genes involved in nitrogen absorption and breakdown in AM fungi, but very little was known about how nitrogen is moved from fungus to plant or in which form nitrogen moves within the fungus.

The researchers discovered a novel metabolic pathway in which inorganic nitrogen is taken up by the fungi and incorporated into an amino acid called arginine. This amino acid remains in the fungus until it is broken down and transferred to the plant.

The results show that the symbiotic relationship between mycorrhizal fungi and plants may have a much more significant role in the worldwide nitrogen cycle than previously believed. With this in mind, farmers may benefit from promoting the proliferation of mycorrhizal fungi through diminished fertilizer input, thereby making more efficient use of the nitrogen stores in agricultural soils.

ARS is the U.S. Department of Agriculture's chief scientific research agency.

Conocimientos aumentan sobre la transferencia de nitrógeno entre plantas y hongos beneficiosos

Servicio Noticiero del Servicio de Investigación Agrícola (ARS siglas en inglés)
Departamento de Agricultura (USDA siglas en inglés)
Jim Core, (301) 504-1619, jcore@ars.usda.gov 
9 de junio 2005

Nuevos hallazgos muestran que un hongo beneficioso en el suelo tiene un gran papel en la absorción y utilización de nitrógeno por la mayoría de plantas.

En la edición actual de la revista 'Nature' (Naturaleza), el químico Philip E. Pfeffer del Servicio de Investigación Agrícola (ARS), y sus colaboradores, informan que los beneficiosos hongos formadores de micorrizas arbusculares (AM por sus siglas en inglés) transfieren cantidades considerables de nitrógeno a sus plantas hospederas. Una falta de nitrógeno en el suelo frecuentemente limita el crecimiento de las plantas.

Los estudios fueron realizados por Pfeffer y David Douds del Centro Regional de Investigación del Este, mantenido por ARS en Wyndmoor, Pensilvania; científicos de la Universidad Estatal de Michigan, encabezado por Yair Shachar-Hill; y científicos de la Universidad Estatal de Nuevo México, encabezado por Peter J. Lammers, incluyendo el estudiante graduado Manjula Govindarajulu.

AM es el tipo más común de hongo simbiótico que coloniza las raíces de la mayoría de plantas de cosechas. Los hongos reciben glucosa y quizás otras materias orgánicas de la planta, y aumentan la capacidad de la planta de absorber nutrientes minerales, primariamente el fosforo.

Los científicos previamente identificaron enzimas y genes involucrados en la absorción y degradación de nitrógeno por los hongos AM, pero no había mucha información acerca de cómo el nitrógeno se mueve del hongo a la planta, o cuál de las formas de nitrógeno se mueve dentro del hongo.

Los investigadores descubrieron un camino metabólico novedoso en cual el nitrógeno inorgánico es absorbido por el hongo y es incorporado en un ácido amino llamado arginina. Este ácido amino se queda en el hongo hasta que se degrada y se transfiera a la planta.

Los hallazgos muestran que las relaciones simbióticas entre los hongos micorizzas y las plantas podrían tener un papel mucho más importante en el ciclo mundial de nitrógeno que anteriormente se ha pensado. Con esta información, los granjeros podrían beneficiarse de promover la proliferación de los hongos micorizzas por medio del uso reducido de fertilizantes, y de este modo utilizar más eficazmente el nitrógeno almacenado en los suelos agrícolas.

ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU.