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Mejoran fotosíntesis y rendimientos de plantas de tabaco y apuntan a replicarlo en la soja

Investigadores de la Universidad de Illinois (EE.UU.) mediante la edición genética del tabaco (como cultivo modelo) demostraron que se pueden generar aumentos en la conductancia del mesófilo y que esto conduce a aumentos en la fotosíntesis y rendimiento agrícola en las plantas. Apuntan próximamente a incorporar dicha modificación en el cultivo de soja en los próximos años, conforme lo indicaron en la publicación realizada en la revista Plant Biotechnology Journal.

Los desarrolladores detallaron que la conductancia del mesófilo, o la facilidad con la que el CO2 puede difundirse a través de las células de una hoja antes de llegar al lugar donde se fija el carbono, desempeña un papel clave en la fotosíntesis. El CO2 se enfrenta a barreras a medida que se mueve, incluidas las paredes celulares, es por ello que los investigadores aumentaron la permeabilidad, reduciendo el grosor de las paredes celulares, lo que dio como resultado el aumento de la difusión y la absorción de CO2 en un cultivo modelo.

El estudio fue realizado por investigadores del programa Realizing Increased Photosynthetic Efficiency (RIPE), dirigido por la Universidad de Illinois (EE.UU.), que están modificando cultivos para que sean más productivos mejorando la fotosíntesis, el proceso natural que utilizan todas las plantas para convertir la luz solar en energía.

Coralie Salesse-Smith, PhD, investigadora postdoctoral en el Laboratorio de Long de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, dijo que este avance es importante, ya que en agricultura se viene buscando aumentar la producción, optimizando la necesidad de agua de los cultivos.

“Esta es una de las pocas pruebas de concepto exitosas que muestran que podemos diseñar un aumento en la conductancia del mesófilo y hacer que esto dé como resultado un aumento de la fotosíntesis en el campo. La teoría nos muestra que se puede lograr aumentar la conductancia del mesófilo para aumentar la fotosíntesis sin el costo de más agua. Esto es importante considerando la necesidad urgente de aumentar la producción de cultivos y el uso sostenible del agua”, dijo Salesse-Smith.

Expresión de la proteína AtCGR3 en el tabaco y su efecto sobre la conductancia del CO 
2 a través de la pared celular. ( a ) Transgén diseñado para expresar constitutivamente una 
pectina metiltransferasa CGR3 
de Arabidopsis . 

Detalló que  el proceso de conversión de CO2 en azúcar comienza cuando este pasa por los estomas de las hojas. Para que el CO2 llegue al cloroplasto (donde se convierte en azúcar) debe atravesar varias barreras, incluida la pared celular. Los investigadores plantearon la hipótesis de que si pudieran mejorar la difusión de CO2 a través de la pared celular, haciendo que estas barreras fueran más fáciles de cruzar, mejoraría la conductancia del mesófilo y, a su vez, la eficiencia fotosintética. Estudios anteriores muestran que las paredes celulares más delgadas están asociadas con una mayor conductancia del mesófilo.

El equipo optó por sobre expresar CGR3, un gen que se ha demostrado que altera los componentes de la pared celular. Este gen se insertó en una especie de tabaco y se cultivó junto con plantas no modificadas en una prueba de campo durante la temporada de crecimiento de 2022. Las plantas que sobre expresan el gen CGR3 mostraron una disminución en el espesor de la pared celular del 7 al 13% y un aumento en la porosidad del 75% en comparación con las plantas sin este gen añadido. Además, los datos mostraron un aumento del 8% en la fotosíntesis en el campo.

Con estos resultados, el equipo está trabajando para probar esta modificación en la soja, para ver si se puede obtener una mayor fotosíntesis, eficiencia en el uso del agua y rendimiento en un cultivo alimentario. Las pruebas de campo de soja podrían realizarse ya en la temporada de crecimiento de 2025.

Fuente: ChileBio

Sobre INBIO

El Instituto de Biotecnología Agrícola (INBIO) es una asociación civil sin fines de lucro, que tiene el propósito de promover un adecuado acceso al país de los productos derivados de la biotecnología agropecuaria y la incorporación ordenada de los mismos a la producción nacional, así como promoción y desarrollo de la investigación de biotecnología nacional. Siete gremios forman parte de la institución: CAP, APS, APROSEMP, FECOPROD, CAPECO, PARPOV y UNICOOP.

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