Gen de fotosíntesis podría ayudar a los cultivos a resistir condiciones adversas
Investigadores de la Universidad de Oxford, identificaron un gen que ayuda a las plantas a permanecer saludables durante momentos de estrés y que podría ayudar a crear cultivos que soporten mejor las condiciones climáticas adversas.
Extensión de maíz/Fotografía: Universidad de Oxford
Las plantas se basan en estructuras llamadas cloroplastos, que se encuentran dentro de sus células para llevar a cabo la fotosíntesis, proceso que se utiliza para capturar la energía de la luz solar mediante la conversión de dióxido de carbono en azúcares.
Sin embargo, y según reporta la Universidad de Oxford, durante momentos de estrés -como la sequía- la misma reacción también puede generar sustancias conocidas como especies reactivas del oxígeno, que son tóxicas para las plantas causándoles daños o incluso la muerte.
El profesor Paul Jarvis, del Departamento de Ciencias Vegetales de la Universidad de Oxford, sospecha que el gen conocido como SP1, que regula el paso de las proteínas implicadas en la fotosíntesis a través de la membrana externa del cloroplasto, podría ayudar a las plantas a sobrevivir en condiciones hostiles.
"Queríamos saber si SP1 ayudó a las plantas a mantenerse saludables al limitar la producción de los compuestos tóxicos realizadas durante la fotosíntesis en condiciones muy duras", señaló.
De acuerdo a lo informado, un equipo de investigadores dirigido por el profesor Jarvis ha llevado a cabo experimentos para investigar esta idea. El grupo trabajó con tres versiones de una planta de berro conocida como Arabidopsis thaliana: una de origen natural silvestre, una planta mutante que carece de SP1, y una planta de ingeniería que sobre expresa SP1.
En experimentos separados, los tres tipos de plantas fueron expuestos a diferentes condiciones de estrés: altas concentraciones de sal, sequía y al herbicida paraquat. Se comprobó que las plantas mutantes que tenían falta de SP1 fallaron en su desarrollo, mientras que aquéllas con mayores niveles de SP1, pudieron tolerar mejor las condiciones de estrés.
Estos resultados indicaron que el gen SP1 era el responsable de la capacidad de recuperación de las plantas.
Luego, los investigadores examinaron las plantas en acumulación de peróxido de hidrógeno. El equipo encontró altos niveles de peróxido de hidrógeno en las plantas mutantes pero niveles bajos en las plantas normales, y aún menos en los sobre expresores SP1.
"La producción de los compuestos tóxicos se redujo a nivel de piso... fue como si las plantas no estuvieran experimentando estrés", comentó el investigador.
Otro conjunto de experimentos se llevó a cabo para establecer cómo funciona el gen a nivel molecular. El equipo encontró que el movimiento de proteínas utilizadas en la fotosíntesis en el cloroplasto se redujo significativamente en los sobre expresores. Eso demostró que SP1 reduce la producción de compuestos tóxicos, limitando la fotosíntesis en momentos de estrés, por lo que las plantas son menos propensas a sufrir daños graves.
Según lo informado, este descubrimiento sugiere que debería ser posible crear cultivos que puedan crecer más fácilmente en ambientes hostiles.
"Todas las plantas tienen el gen SP1", explicó Jarvis, quien agregó: "Ahora es sólo una cuestión de conseguir que las plantas lo sobre expresen para que puedan sobrevivir en condiciones adversas".
El equipo está trabajando con trigo, arroz, tomates y tubérculos con el fin de establecer si sus resultados se pueden utilizar en una amplia variedad de plantas.
"Esperamos que este tipo de tecnología sea utilizada para mejorar el rendimiento de los cultivos en todo el mundo”, concluyó.
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