En un nuevo estudio realizado por el proyecto Realizing Increased Photosynthetic Efficiency (RIPE), investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign analizaron el crecimiento de la soja en el pasado y descubrieron que las plantas modernas tienen una mayor conductancia del mesófilo.
Por Ty Noel, Proyecto para aumentar la eficiencia fotosintética (RIPE)
Esto significa que el dióxido de carbono viaja más rápido desde el interior de la hoja hasta la enzima fijadora de carbono Rubisco y, en consecuencia, aumenta la fotosíntesis sin pérdida de agua adicional.
Este descubrimiento fue publicado recientemente en Plant, Cell and Environment .
«Pensamos que sería realmente interesante observar algunas variedades ancestrales de soja y compararlas con una variedad moderna. Esto nos dará una idea de si existe una variabilidad natural que ayude a la selección directa para aumentar la productividad y la eficiencia en el uso del agua», dijo Elena Pelech, investigadora postdoctoral en el Laboratorio Long.
«Cultivé una variedad de soja de alto rendimiento llamada LD11 (Glycine max), que fue creada aquí en el Medio Oeste, y luego seleccioné cuatro variedades ancestrales (Glycine soja) descubiertas en las provincias del noreste de China, la supuesta zona de domesticación», explicó Pelech.
Este estudio implicó el cultivo de soja moderna y ancestral a partir de semillas en un invernadero y la medición de la conductancia del mesófilo después de las transiciones de sombra a sol utilizando mediciones simultáneas de intercambio de gases y discriminación de isótopos de carbono.
«Los ancestros de la soja domesticada son plantas trepadoras que habrían escapado a mucha sombra en comparación con las densas copas de la soja de la actualidad, donde las transiciones de sombra a sol son frecuentes y la velocidad de la conductancia del mesófilo puede aumentar después de que estas transiciones afecten la fotosíntesis».
La mayoría de los datos publicados se han centrado en condiciones de estado estable, es decir, las plantas se mantienen bajo condiciones constantes de luz, temperatura o CO2 . Con el método de intercambio de gases concurrente y discriminación de isótopos de carbono, los investigadores pudieron cambiar esas condiciones (específicamente la variable de la luz) para medir la respuesta dinámica de la conductancia del mesófilo.
Los resultados llevaron al equipo de investigación a descubrir que después de las transiciones de sombra a sol, la conductancia del mesófilo era una limitación significativa para la fotosíntesis de la soja, pero la conductancia del mesófilo para el cultivar moderno era dos veces mayor, lo que correspondía a un aumento sustancial en la fotosíntesis y la eficiencia en el uso del agua.
«Estos datos cuentan una historia», dijo Pelech. «Hay evidencia de que hemos aumentado indirectamente la conductancia del mesófilo al doble, lo que sugiere una fuerte limitación en la fotosíntesis que ha disminuido a través de la selección y el mejoramiento posterior».
Ahora, armados con este conocimiento, los científicos pueden aprovechar el potencial inexplorado dentro del mejoramiento de la soja para lograr mejoras adicionales en el rendimiento sustentable sin más agua, una estrategia entre muchas para complementar los esfuerzos de mejoramiento para aumentar la producción de cultivos en tierras existentes para la agricultura.
Más información: Elena A. Pelech et al, ¿Hemos seleccionado una mayor conductancia del mesófilo en la domesticación de la soja?, Plant, Cell & Environment (2024). DOI: 10.1111/pce.15206
