A través de la bioingeniería multigénica, se ha diseñado una nueva clase de soja para absorber la luz de manera más eficiente para aumentar los rendimientos hasta en un 25 %, sin pérdida de calidad. La fotosíntesis, el proceso natural que utiliza todas las plantas para convertir la luz solar en energía y rendimiento, es un "proceso de más de 100 pasos sorprendentemente ineficiente", enfatizando los científicos detrás del nuevo desarrollo.
Después de más de una década de trabajo para lograr este objetivo, los investigadores del proyecto de investigación internacional Realizing Incremented Photosynthetic Efficiency (RIPE) informan que este avance crucial se produce sin pérdida de la calidad del cultivo.
Mejorar el acceso a los alimentos y mejorar la sostenibilidad de los cultivos alimentarios en áreas empobrecidas son los objetivos clave de este estudio y del proyecto RIPE.
A finales de este año se realizarán pruebas de campo adicionales de estas plantas de soja transgénica, y se esperan resultados a principios de 2023.
Una vez que se probó el concepto en el tabaco, los investigadores pasaron a la tarea más complicada de poner la genética en un cultivo alimentario, la soja.
Los investigadores creen que los resultados de esta magnitud no podrían llegar en un momento más crucial.
“Este ha sido un camino de más de un cuarto de siglo para mí personalmente”, comenta el director de RIPE, Stephen Long, presidente de Ciencias de Cultivos y Biología Vegetal de la Universidad Ikenberry Endowed en el Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica de Illinois.
“Empezando primero con un análisis teórico de la eficiencia teórica de la fotosíntesis del cultivo, simulación del proceso completo mediante computación de alto rendimiento, seguido de la aplicación de rutinas de optimización que indicaron varios cuellos de botella en el proceso en nuestros cultivos”, explica .
“El apoyo financiero durante los últimos diez años ahora nos ha permitido diseñar el alivio de algunos de estos cuellos de botella indicados y probar los productos a escala de campo. Después de años de pruebas y tribulaciones, es maravillosamente gratificante ver un resultado tan espectacular para el equipo”.
Pruebas de campo para probar una nueva innovación En este trabajo, el primero de su tipo, publicado recientemente en Science , el grupo mejoró la construcción VPZ dentro de la planta de soja para mejorar la fotosíntesis y luego realizó pruebas de campo para ver si el rendimiento mejoraría como resultado. resultado.
La construcción VPZ contiene tres genes que codifican proteínas del ciclo de la xantofila, que es un ciclo de pigmento que ayuda en la fotoprotección de las plantas. Una vez a plena luz del sol, este ciclo se activa en las hojas para protegerlas del daño, permitiendo que las hojas disipen el exceso de energía.
Sin embargo, cuando las hojas están a la sombra, por otras hojas, nubes o el sol moviéndose en el cielo, por ejemplo, esta fotoprotección necesita apagarse para que las hojas puedan continuar el proceso de fotosíntesis con una reserva de luz solar.
La planta tarda varios minutos en apagar el mecanismo de protección, lo que le cuesta a las plantas un tiempo valioso que podría utilizarse para la fotosíntesis.
La sobreexpresión de los tres genes de la construcción VPZ acelera el proceso, por lo que cada vez que una hoja pasa de la luz a la sombra, la fotoprotección se apaga más rápido.
Las hojas obtuvieron minutos adicionales de fotosíntesis que, cuando se suman a lo largo de toda la temporada de crecimiento, aumentan la tasa fotosintética total. Esta investigación ha demostrado que, a pesar de lograr un aumento de más del 20 % en el rendimiento, la calidad de la semilla no se vio afectada.
“A pesar del mayor rendimiento, el contenido de proteína de la semilla se mantuvo sin cambios. Esto sugiere que parte de la energía adicional obtenida de la fotosíntesis mejorada probablemente se desvió a las bacterias fijadoras de nitrógeno en los nódulos de la planta”, detalla Long.
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Angélica comentó sobre ECUADOR: FIASA abre fondos para investigación agrícola · hace 6 h
«Muy excelente proyecto, yo trabajo en un proyecto fiasa con la universidad»