Las plantas de arroz diseñadas para tener menos estomas (pequeñas aberturas utilizadas para el intercambio de gases) son más tolerantes a la sequía y resilientes al cambio climático futuro, según reveló un nuevo estudio.
por la Universidad de Sheffield
Científicos de la Universidad de Sheffield han descubierto que diseñar un cultivar de arroz de alto rendimiento para que tenga una densidad estomática reducida ayuda al cultivo a conservar agua y a sobrevivir a las altas temperaturas y la sequía.
Gran parte de la humanidad depende del arroz como fuente de alimento, pero su cultivo requiere un uso particularmente intensivo de agua: se estima que se utilizan 2.500 litros de agua por kilogramo de arroz producido.
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Sin embargo, casi la mitad de la cosecha mundial de arroz proviene de sistemas agrícolas de secano donde se prevé que las sequías y las altas temperaturas serán más frecuentes y dañinas debido al cambio climático .
Como la mayoría de las plantas, el arroz utiliza poros microscópicos llamados estomas para regular la absorción de dióxido de carbono para la fotosíntesis, junto con la liberación de vapor de agua a través de la transpiración. Cuando el agua es abundante, la apertura de las estomas también permite la regulación de la temperatura de la planta mediante enfriamiento por evaporación.
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En condiciones de sequía que limitan el agua, el cierre de los estomas normalmente ralentiza la pérdida de agua. El arroz con baja densidad estomática conserva mejor su agua en condiciones de sequía, por lo que le queda más agua para enfriarse cuando sea necesario.
El Dr. Robert Caine, investigador asociado del Departamento de Biología Molecular y Biotecnología de la Universidad de Sheffield e investigador principal del estudio, dijo: “Es probable que las futuras disminuciones previstas en la disponibilidad de agua, combinadas con una mayor frecuencia de sequías extremas y eventos de altas temperaturas, presentan desafíos particulares para los agricultores, lo que resulta en una pérdida sustancial de cultivos.
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“Nuestro estudio ha demostrado que las plantas de arroz con menos estomas son tolerantes a la sequía y más conservadoras en el uso del agua. Esto significa que deberían funcionar mejor en el futuro en condiciones de cambio climático.
“Descubrimos que los cultivos de arroz modificados dieron rendimientos equivalentes o incluso mejores, lo que significa que podrían tener un impacto masivo en nuestra seguridad alimentaria futura, que está amenazada por el cambio climático”.
El nuevo estudio, publicado en New Phytologist y realizado en colaboración con el Instituto Internacional de Investigación del Arroz en Filipinas, encontró que las líneas de arroz con baja densidad estomática utilizaban solo el 60 por ciento de la cantidad normal de agua.
Cuando se cultivaron a niveles elevados de dióxido de carbono atmosférico, las plantas de arroz de baja densidad estomática pudieron sobrevivir a la sequía y a las altas temperaturas (40 grados Celsius) durante más tiempo que las plantas inalteradas.
Julie Gray, profesora de biología molecular vegetal y autora principal del estudio, afirma: “Los estomas ayudan a las plantas a regular su uso del agua, por lo que este estudio podría tener un impacto significativo en otros cultivos que están en riesgo debido al cambio climático.
“En la Universidad de Sheffield creemos en un futuro sostenible y trabajamos para encontrar soluciones a los desafíos globales más apremiantes”.
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Más información: Nuevo Fitólogo (2018). DOI: 10.1111/nph.15344
