Un equipo de proyecto de la Universidad de Illinois en EE.UU. está realizando una investigación. Su objetivo es la adaptación genética de las plantas para aumentar la productividad. Esto implica mejorar la capacidad de realizar la fotosíntesis. Esta información fue reportada por la BBC.
Según el profesor. Steve Long, investigador principal y director del proyecto Cómo lograr una mayor eficiencia fotosintética (maduro), durante décadas ha habido pocas mejoras en la fotosíntesis en las variedades de cultivos actuales, como la soja y el trigo.
"Necesitamos poder aumentar la productividad sin aumentar la demanda, especialmente en términos de agua", afirmó el profesor Long.
La eficiencia de la fotosíntesis en plantas cultivadas estuvo por debajo del potencial teórico. Esto se debe a la complejidad del proceso, con más de 100 pasos y millones de permutaciones genéticas. La BBC informó esto.
Cómo la tecnología y la ingeniería genética están transformando la agricultura
Utilizando potentes ordenadores, el Prof. Long y su equipo crearon un gemelo digital del proceso de fotosíntesis, que podría modificar el proceso de millones de maneras, según el informe.
De estos millones de opciones, el software pudo identificar aquellas que proporcionarían las mayores mejoras.
"Luego los proyectamos en los cultivos y, si eso da como resultado una mejora en el invernadero, lo llevamos a nuestra granja experimental y lo probamos en un entorno del mundo real", dijo el Prof.
Según el informe, la investigación ya ha producido resultados prometedores.
Los cambios en el mecanismo de la fotosíntesis en las plantas de soja han dado como resultado mejoras en el rendimiento de más de 20% en ambientes controlados, y ahora se están realizando pruebas de campo.
Uno de los objetivos del trabajo implicó ajustar la forma en que las plantas respondían a los cambios en los niveles de luz. Según el informe, el equipo estaba trabajando con tres genes que codifican proteínas del ciclo de la xantofila. Esto ocurrió cuando las hojas pasaron de la luz a la sombra, impidiendo que la planta absorbiera más luz de la que podía utilizar.
Este proceso puede tardar varios minutos, pero los cambios en los genes de Ripe permitieron a las plantas adaptarse más rápidamente a los cambios en los niveles de luz.
Otros equipos de todo el mundo también estaban llevando a cabo trabajos de investigación. Por ejemplo, Wild Bioscience es una empresa derivada de la Universidad de Oxford. Estaba trabajando para mejorar la proporción de cada hoja capaz de realizar la fotosíntesis. Se trataba de aumentar la expresión de un gen que se encuentra en plantas silvestres, como se indica en el informe, en un proceso que requirió una sofisticada biología computacional.
"Lo que estamos haciendo es intentar aplicar ingeniería inversa a las mejoras naturales de la fotosíntesis que existen en la naturaleza para que podamos copiarlas en los cultivos", dijo el cofundador Ross Hendron.
Reconfigurando genes: activando el potencial oculto en las plantas para una revolución agrícola
A menudo, este gen ya estaba presente en la planta y podía activarse en diferentes zonas.
"Podemos observar el trigo y descubrir que el gen ya está en el genoma del trigo, pero que está en el lugar equivocado", dijo Hendron. "Cuando queremos mejorar este proceso específico en esta parte de la planta, lo que tenemos que hacer es accionar un interruptor y activar este gen en esa ubicación".
La empresa está trabajando con trigo, soja y maíz, y ha logrado incrementos de más de 20% en biomasa de semillas, estando actualmente en evaluación pruebas de campo, según el informe.
Si todo va según lo planeado, Hendron dijo que las plantas cultivadas podrían estar disponibles comercialmente alrededor de 2030 o 2031.
Sin embargo, algunos científicos se mostraron cautelosos sobre lo que se podría lograr en términos de cultivos en el campo, según el informe.
Según Matthew Paul, investigador principal de la institución de investigación agrícola Rothamsted Research, aumentar la capacidad fotosintética de las hojas podría simplemente dar como resultado hojas más pequeñas, y tasas más altas de fotosíntesis podrían significar una mayor pérdida de agua, lo que significa que las plantas necesitarían más riego.
"Para que se produzca un impacto generalizado, las variedades cultivadas en diferentes regiones deben replicar cualquier enfoque transgénico o de edición genética". Las sutilezas del control de la expresión y la interacción con el trasfondo genético de cada variedad harán que esto sea complicado”, afirmó.
Hendron, sin embargo, afirmó que podía utilizar diferentes técnicas combinadas para aumentar la productividad.
