La productividad de cultivos aumenta un 40% con un 'atajo genético'

Cultivos de diseño con un atajo fotorrespiratorio han resultado un 40 por ciento más productivos en las condiciones agronómicas del mundo real. Las plantas convierten la luz solar en energía a través de la fotosíntesis; sin embargo, la mayoría de los cultivos en el planeta están plagados de un fallo de la fotosíntesis, y para lidiar con esto, las plantas han desarrollado un proceso costoso en energía llamado fotorrespiración que suprime drásticamente su potencial de rendimiento.

Un nuevo estudio genético ha logrado recortar ese método de respuesta logrando un aumento en la productividad de la planta. "Podríamos alimentar hasta 200 millones de personas adicionales con la energía perdida por la fotorrespiración en el medio oeste de Estados Unidos cada año", dice en un comunicado el investigador principal del nuevo estudio Donald Ort, de la Universidad de Illinois. "Recuperar incluso una parte de estas calorías en todo el mundo contribuirá en gran medida a satisfacer la demanda de alimentos en rápida expansión del siglo XXI, impulsada por el crecimiento de la población y las dietas más ricas en calorías", añade.

La productividad de cultivos aumenta un 40% con un 'atajo genético'

Este estudio es parte de 'Realizing Incresed Photosynthetic Efficiency' (RIPE), un proyecto de investigación internacional que está diseñando cultivos que hagan la fotosíntesis de manera más eficiente para aumentar de forma sostenible la productividad alimentaria mundial con el apoyo de la Fundación Bill y Melinda Gates, la Fundación para la Investigación de Alimentos y Agricultura (FFAR, por sus siglas en inglés), y el Departamento de Desarrollo Internacional del Gobierno del Reino Unido (DFID, por sus siglas en inglés).

La fotosíntesis utiliza la enzima Rubisco, la proteína más abundante del planeta, y la energía solar para convertir el dióxido de carbono y el agua en azúcares que estimulan el crecimiento y el rendimiento de las plantas. Durante milenios, Rubisco se ha convertido en víctima de su propio éxito, creando una atmósfera rica en oxígeno. Incapaz de distinguir de manera fiable entre las dos moléculas, Rubisco toma oxígeno en lugar de dióxido de carbono aproximadamente el 20 por ciento del tiempo, lo que resulta en un compuesto tóxico para las plantas que debe reciclarse a través del proceso de fotorrespiración.

"La fotorrespiración es anti-fotosíntesis", afirma el autor principal Paul South, biólogo de investigación molecular del Servicio de Investigación Agrícola, que trabaja en el proyecto RIPE en Illinois. "Le cuesta a la planta energía y recursos valiosos que podría haber invertido en la fotosíntesis para producir más crecimiento y rendimiento", añade. La fotorrespiración normalmente toma una ruta complicada a través de tres compartimentos en la célula de la planta.

La fotosíntesis utiliza la enzima Rubisco, la proteína más abundante del planeta, y la energía solar para convertir el dióxido de carbono y el agua en azúcares que estimulan el crecimiento y el rendimiento de las plantas.

Los científicos diseñaron vías alternativas para redirigir el proceso, acortando drásticamente el viaje y ahorrando suficientes recursos para impulsar el crecimiento de las plantas en un 40 por ciento. Esta es la primera vez que se prueba una solución de fotorrespiración diseñada en condiciones agronómicas del mundo real, según los autores.

PUBLICIDAD

"Al igual que el Canal de Panamá fue una hazaña de ingeniería que aumentó la eficiencia del comercio, estos accesos directos fotorrespiratorios son una hazaña de ingeniería de la planta que demuestran ser un medio único para aumentar la eficiencia de la fotosíntesis", subraya el director de RIPE, Stephen Long, catedrático de Ciencias de los Cultivos y Biología Vegetal en 'Ikenberry Endowed University', en Illinois, Estados Unidos.

El equipo diseñó tres rutas alternativas para reemplazar la vía nativa tortuosa. Para optimizar las nuevas rutas, diseñaron construcciones genéticas utilizando diferentes conjuntos de promotores y genes, esencialmente creando un conjunto de mapas de vías únicos. Hicieron pruebas de estrés en estas hojas de ruta en 1.700 plantas para evaluar las mejores.

Mayor desarrollo y crecimiento más rápido

A lo largo de dos años de estudios de campo replicados, encontraron que estas plantas diseñadas se desarrollaron más rápido, crecieron más y produjeron aproximadamente un 40 por ciento más de biomasa, la mayoría de las cuales se encontraron en tallos de un 50 por ciento más grandes.

El equipo probó sus hipótesis en el tabaco: una planta modelo ideal para la investigación de cultivos porque es más fácil de modificar y probar que los cultivos alimentarios, pero a diferencia de los modelos de plantas alternativas, desarrolla un dosel foliar y puede probarse en el campo. Ahora, el equipo está traduciendo estos hallazgos para aumentar el rendimiento de la soja, el frijol, el arroz, la patata, el tomate y la berenjena.

"Rubisco tiene aún más problemas para seleccionar el dióxido de carbono del oxígeno a medida que se calienta, causando más fotorrespiración", explica la coautora Amanda Cavanagh, investigadora postdoctoral de Illinois que trabaja en el proyecto RIPE. "Nuestro objetivo es construir mejores plantas que puedan soportar el calor hoy y en el futuro, para ayudar a equipar a los agricultores con la tecnología que necesitan para alimentar al mundo", agrega.

Comparte esta noticia!

Tratado Global de los Océanos en 2020

Tratado Global de los Océanos en 2020

Los pinos rojos cubrían la península desde los Pirineos al...

Los pinos rojos cubrían la península desde los Pirineos al Mediterráneo hace 50.000 años

Comentario/s

  • c - martes 08 enero 2019

    https://www.ecoticias.com/medio-ambiente/190988/productividad-cultivos-aumenta-40-atajo-genetico Donde nace la especulacion alimentaria :https://www.salyroca.es/articulo/lyfestyle/bancos-especulacion-financiera-precios-alimentos/20180822122817005193.html https://ecoinventos.com/como-cultivar-mas-de-2700-kg-de-alimentos-en-400-m2/ https://www.ecoticias.com/cambio-climatico/187502/Aumenta-hambre-mundo-debido-factores-cambio-climatico Cuanto ha subido la temperatura en tu region desde que nacistes : https://www.nytimes.com/interactive/2018/08/30/climate/how-much-hotter-is-your-hometown.html?smid=pl-share Los chinos han conseguido plantar arroz en agua salada https://blogs.publico.es/otrasmiradas/14635/como-proteger-el-planeta-transformando-el-sistema-alimentario/ https://gestion.pe/amp/fotogalerias/alimentos-desperdician-mundo-235087 https://www.salyroca.es/articulo/lyfestyle/influyen-bancos-especulacion-financiera-precios-alimentos-banca-oscura/20180516192540004824.html Cómo influyen los bancos y la especulación financiera en los precios de los alimentos: la banca oscura Segundo capítulo de la serie El Casino del Hambre: cómo influyen los bancos y la especulación financiera en los precios de los alimentos . http://ctxt.es/es/20180418/Politica/19060/miguel-altieri-agroecologia-hambre-monsanto-agricultura.htm Y tambien recomiendo los videos en yutube donde sale Miguel Altieri - LOS INTERMEDIARIOS PAGAN una miseria a los oproductores de productos agrarios y lo encarece mas del 100% ademas de mezclar producto de nevera y venderlo como nuevo . - lA HAMBRUNA QUE VIENE A SOLUCIONARSE con Ogm ?: es una hambruna creadas por la propias agroempresas a base de endeudar a los agricultores del tercer mundo con sus productos

Deja tu comentario

La laxitud en las articulaciones de los perros está relacionada con la angustia
Animales de Compañía

La laxitud en las articulaciones de los perros está relacionada con la angustia

Los científicos sostienen que la excitabilidad, esta reactividad emocional, sería uno de los factores de riesgo para los...

Los veterinarios exigen un cuerpo veterinario único en toda España
Animales de Compañía

Los veterinarios exigen un cuerpo veterinario único en toda España

Así responde el colectivo a la "discriminatoria" publicación de la última convocatoria de "puestos para su cobertura...

Cerca de 140.000 perros y gatos fueron acogidos en refugios y protectoras españolas durante 2018
Animales de Compañía

Cerca de 140.000 perros y gatos fueron acogidos en refugios y protectoras españolas durante 2018

El estudio de Fundación Affinity advierte del bajo número de perros y gatos con microchip que llegan a las protectoras, lo...

Canarias, zulos donde los cazadores hacinan perros en suelo público
Animales de Compañía

Canarias, zulos donde los cazadores hacinan perros en suelo público

La cría indiscriminada de podencos y otras razas en zulos ilegales improvisados en barrancos que están en terreno...

Luz verde a la ampliación de la Estación Depuradora de Aguas Residuales de Pozoblanco
Reciclaje de Residuos

Luz verde a la ampliación de la Estación Depuradora de Aguas Residuales de Pozoblanco

Según ha informado la Administración autonómica, durante dicha visita la delegada ha avanzado que, siguiendo los trámites...

Gaiker paticipa en la investigación de la producción de nutracéuticos a partir de residuos alimentarios
Reciclaje de Residuos

Gaiker paticipa en la investigación de la producción de nutracéuticos a partir de residuos alimentarios

El proyecto, cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) y con una duración de tres años, contempla...

Res2ValHum, entre los proyectos POCTEP presentados en Vigo como ejemplo de buenas prácticas
Reciclaje de Residuos

Res2ValHum, entre los proyectos POCTEP presentados en Vigo como ejemplo de buenas prácticas

En este marco, Proença aludió a los resultados de diversos análisis para regeneración de suelos y...

Greenpeace entra en la macrogranja de porcino más contaminante de España
Reciclaje de Residuos

Greenpeace entra en la macrogranja de porcino más contaminante de España

Los últimos datos del Ministerio para la Transición Ecológica sobre las emisiones de gases de efecto invernadero en...

Máster de AGROECOLOGÍA y I Congreso Internacional de Sistemas Agrarios Tradicionales Una visión agroecológica desde el sur
Agricultura ecológica

Máster de AGROECOLOGÍA y I Congreso Internacional de Sistemas Agrarios Tradicionales Una visión agroecológica desde el sur

Por otro lado, señala nuestro entrevistado, “la cultura imperante es cada vez mas técnica, economicista y elitista. La...

Receta Ecológica recomendada por ECOticias.com: Hamburguesa Bio con pasta de calabazín y zanahoria
Agricultura ecológica

Receta Ecológica recomendada por ECOticias.com: Hamburguesa Bio con pasta de calabazín y zanahoria

Para preparar esta receta lava las verduras y haz los «espaguetis» de calabacín y zanahoria con un cortador apropiado para ello. Si no...

El sector de la agricultura ecológica da empleo a más de 42.000 personas en Andalucía
Agricultura ecológica

El sector de la agricultura ecológica da empleo a más de 42.000 personas en Andalucía

El crecimiento del sector se produce en todos sus indicadores, de manera que en la actualidad hay 15.401 operadores en Andalucía,...

Nuevo pago a la agricultura ecológica y agroambiental andaluza de la campaña 2018
Agricultura ecológica

Nuevo pago a la agricultura ecológica y agroambiental andaluza de la campaña 2018

Estas ayudas se encuentran enmarcadas en el Programa de DesarrolloRural (PDR) de Andalucía 2014-2020 y están cofinanciados...