Las plantas necesitan mantener unos niveles equilibrados de potasio para garantizar la estabilidad de sus células. Para ello, absorben este nutriente del suelo y lo almacenan en su interior para recurrir a esta reserva en situaciones de estrés hídrico o nutricional. Ahora, un estudio del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), dependiente del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (MICIU), muestra el papel esencial del pH de las plantas para detectar niveles bajos de potasio y activar las proteínas que lo recuperan de la reserva intracelular. Este hallazgo, publicado en Science Advances, permitirá reducir el uso de fertilizantes y mejorar el rendimiento de las plantas en periodos de sequía.
El potasio es un nutriente esencial para las plantas, ya que regula su estado hídrico y el funcionamiento de los estomas (pequeños poros presentes en los tallos y hojas que permiten el intercambio de gases y agua con la atmósfera). De hecho, su supervivencia depende de la capacidad para mantener en su interior una concentración estable de potasio (K+). Este equilibrio es esencial para su estabilidad celular, por lo que cualquier alteración puede conducir a la muerte de las células.
Las plantas absorben el potasio del suelo con avidez y almacenan el excedente en un compartimento intracelular llamado vacuola. Se trata de una especie de bolsa gigante que tienen las células vegetales en su interior para almacenar agua, sales minerales o sustancias de reserva, como el potasio. “Cuando el potasio en el suelo es bajo, las plantas recuperan lo almacenado en la vacuola. Si este proceso no proporciona los niveles de potasio necesarios, las plantas necesitan fertilizantes”, explica Armando Albert, investigador del Instituto de Química Física Blas Cabrera (IQF-CSIC).
Dentro de la planta, este flujo de potasio está regulado por proteínas transportadoras que se ubican en las membranas celulares y vacuolares, que se activan o desactivan en función de su disponibilidad. “Nuestro objetivo es comprender cómo las células vegetales detectan niveles suficientes de potasio para regular estos transportadores en la vacuola”, aclara Albert.
El intercambio de iones de hidrógeno (H+), cuya concentración determina el pH de la planta, con el de iones de potasio ayuda al transporte del nutriente a través de las membranas. Es decir, cada ion de potasio que entra en el citosol (sustancia acuosa que rodea a los orgánulos y al núcleo de las células) libera un ion de hidrógeno fuera de la célula. Al mismo tiempo, cada ion de potasio que se almacena en la vacuola libera un ion de hidrógeno en el citosol. Cuando existen niveles bajos de potasio en el suelo, el almacenamiento vacuolar se detiene para evitar el agotamiento de potasio en el citosol y reducir la acumulación de iones de hidrógeno citosólico, es decir, del pH.
