Según se desprende de un nuevo estudio del proyecto Realizing Increased Photosynthetic Efficiency (RIPE), el aumento de la producción de una proteína común que se produce de forma natural en las hojas de las plantas podría aumentar los rendimientos de los principales cultivos alimentarios en un 47%. El objetivo del proyecto RIPE es aumentar la eficiencia de la fotosíntesis, el proceso que utilizan las plantas para convertir la energía del sol en los alimentos que comemos. Incrementar el rendimiento agrícola para hacer frente a los retos alimentarios a los que nos enfrentamos con una población mundial en constante crecimiento.
Cuando se trata de la fotosíntesis, las plantas usan la luz solar para alimentar una reacción química que convierte el dióxido de carbono y el agua en azúcares, oxígeno y energía. Pero esa no es la única reacción química que ocurre en las plantas. Una peculiaridad en la evolución de la proteína llamada Rubisco, es que a veces, en lugar de convertir el dióxido de carbono durante la fotosíntesis, utiliza oxígeno. Esto produce productos de desecho que pueden ser tóxicos para las plantas y ralentizar o dificultar su crecimiento.
Para eliminar estos químicos tóxicos se activa otro proceso. La fotorrespiración es parte del metabolismo natural de las plantas que recicla estas toxinas. Reciclar estos subproductos tóxicos requiere una gran parte de la energía de las plantas y puede inhibir el crecimiento de la planta en más del 30%, porcentaje que crece cuando la planta crece en situaciones extremas de calor. El trabajo del RIPE explora si la aceleración de la fotorrespiración podría impulsar la producción en plantas de tabaco.
Los investigadores lograron acelerar el reciclaje de estas toxinas mediante el diseño de plantas que producen más proteínas, denominadas proteína H, que ya están presentes en nuestras plantas de cultivo y desempeñan un papel en la fotorrespiración. Diseñaron plantas que fabricaban la proteína H solo en las hojas. Esto aumentó la fotosíntesis y el crecimiento de las plantas, probablemente debido a un reciclaje más rápido de los productos químicos tóxicos.
Para afinar la expresión de la proteína H, el equipo modificó el tabaco usando ADN de un pariente cercano, Solanum tuberosum o papa. Utilizando una secuencia conocida de ADN de papa pudimos aumentar la proteína H específicamente en el tejido foliar deseado. Eso demostró ser la clave para aumentar el rendimiento sin dañar la planta entre un 27% y un 47%. Fuente: The Conversation + ChileBio
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