Un equipo de la Universidad de Illinois ha determinado que es poco probable que la mejora de un componente clave de la fotosíntesis de la soja se obtenga mediante métodos de cultivo tradicionales, y que la edición genética es probablemente la clave para liberar el potencial de la soja.
por la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign
La investigación se publica en The Plant Journal .
«No hay mucho margen para mejorar la eficiencia de la fotosíntesis de la soja en la captación de luz a nivel celular utilizando los recursos disponibles de forma natural mediante el mejoramiento tradicional», afirmó Steven Burgess, profesor adjunto de biología vegetal en Illinois. «Si se va a adoptar esta estrategia, es fundamental recurrir a la edición genética o a métodos transgénicos».
Si bien la fotosíntesis, el proceso natural que utilizan todas las plantas para convertir la luz solar en energía y producir, ha sido fundamental para la vida vegetal durante millones de años, no está optimizada para los sistemas agrícolas actuales. Esto se debe a que las especies silvestres no evolucionan para maximizar el rendimiento y suelen enfrentarse a diversos desafíos ambientales, como plagas o limitaciones de nutrientes, que se alivian con las prácticas agronómicas modernas.
La fotoprotección, que Burgess describió como «la capacidad de las plantas para eliminar de forma segura el exceso de energía», es particularmente ineficiente. Cuando las hojas de una planta absorben demasiado sol, a menudo debido a la exposición prolongada en días soleados, ese exceso de energía puede perjudicar el potencial de crecimiento de la planta si no se elimina correctamente o si simplemente se produce demasiada energía.
La fotoprotección es esencial para evitar que las plantas sufran daños bajo una luz intensa. Sin embargo, cuando las plantas quedan a la sombra, ya sea por las nubes o por otras hojas, suelen tardar en desactivarla. Esto significa que pierden energía potencial que podría utilizarse para el crecimiento —dijo Burgess—. Estudios previos de modelado computacional y transgénicos habían sugerido que es posible acelerar este proceso, aumentando la energía total disponible para la planta. Queríamos comprobar si podíamos confirmar estas predicciones.
Este trabajo se realizó como parte de Realizing Increased Photosynthetic Efficiency (RIPE), un proyecto de investigación internacional que tiene como objetivo aumentar la producción mundial de alimentos mediante el desarrollo de cultivos alimentarios que conviertan la energía del sol en alimentos de manera más eficiente.
Burgess y su equipo plantaron, recolectaron y analizaron ensayos de campo durante tres años, observando toda la etapa de desarrollo de diferentes variedades de soja para comprender mejor cómo funcionaban las cosas y qué cambiaba a lo largo de la temporada de crecimiento.
«Nadie había analizado antes la variación [en la relajación de la fotoprotección] en el mejoramiento tradicional de la soja», afirmó Burgess, exinvestigador principal del proyecto RIPE. «Además, la mayoría de las mediciones realizadas en otras especies se realizaron generalmente en condiciones controladas, en lugar de en el campo, lo cual es crucial debido al enorme impacto del medio ambiente en la fotosíntesis».
El papel del entorno explica la importancia de las mediciones detalladas que el equipo realizó a lo largo de toda la temporada de crecimiento. Recopilaron datos sobre la cantidad total y la tasa de relajación de la fotoprotección en seis momentos a lo largo de diferentes etapas del desarrollo de la planta, junto con datos ambientales cruciales como la precipitación, la temperatura, las horas de luz solar y el potencial de evaporación.
Al observar cómo se comparaban los diferentes genotipos de soja en una variedad de momentos y condiciones, los científicos obtuvieron la mejor visión general de cómo se comportaría esta genética en otros campos y entornos.
Más información: Dhananjay Gotarkar et al., Variación en la relajación de la extinción no fotoquímica entre los genotipos fundadores de la población de mapeo de asociación anidada de soja (Glycine max), The Plant Journal (2025). DOI: 10.1111/tpj.17219
