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Los científicos dan un paso más cerca del trigo tolerante al calor


Los investigadores que trabajan en respuestas a nivel molecular en cultivos han dado un paso más cerca de su objetivo de producir trigo tolerante al calor.


por la Universidad de Lancaster


Los termostatos inteligentes le dicen a los acondicionadores de aire que se enciendan cuando el sol se oculta en el verano y cuando se apagan para conservar energía. Del mismo modo, las plantas tienen Rubisco activase, o Rca para abreviar, que le dice a la enzima productora de energía de la planta (Rubisco) que se active cuando el sol brilla y le indica que se detenga cuando la hoja se ve privada de luz para conservar energía.

Hoy, un equipo de la Universidad de Lancaster informa en The Plant Journal que intercambiar solo un bloque de construcción molecular de 380 que forman un Rca en trigo le permite activar Rubisco más rápido en temperaturas más altas , lo que sugiere una oportunidad para ayudar a proteger los cultivos del aumento de las temperaturas.

«Tomamos un Rca de trigo (2β) que ya era bastante bueno para activar Rubisco en temperaturas más bajas e intercambiamos solo uno de sus aminoácidos con uno que se encuentra en otro Rca de trigo (1β) que funciona bastante bien en temperaturas más altas pero es basura en «Activar Rubisco, y el resultado es una nueva forma de 2β Rca que es lo mejor de ambos mundos», dijo Elizabete Carmo-Silva, profesora principal del Centro de Medio Ambiente de Lancaster que supervisó este trabajo para un proyecto de investigación llamado Realizando una mayor eficiencia fotosintética ( MADURO).

RIPE está diseñando cultivos para que sean más productivos al mejorar la fotosíntesis, el proceso natural que utilizan todas las plantas para convertir la luz solar en energía y rendimientos. RIPE cuenta con el apoyo de la Fundación Bill y Melinda Gates, la Fundación de los Estados Unidos para la Investigación de la Alimentación y la Agricultura (FFAR) y el Departamento de Desarrollo Internacional del Gobierno del Reino Unido (DFID).

Aquí está el desglose: el trigo natural Rca 1β tiene un aminoácido isoleucina, funciona hasta 39 grados Celsius, pero no es bueno para activar Rubisco, mientras que el 2β natural tiene un aminoácido de metionina, funciona hasta aproximadamente 30 grados Celsius, y es bueno para activar Rubisco. Aquí, el equipo ha creado una nueva versión de 2β con un aminoácido isoleucina que funciona hasta 35 grados centígrados y es bastante bueno para activar Rubisco.

«Esencialmente, 1β es una enzima basura y 2β es sensible a temperaturas más altas», dijo Carmo-Silva. «Lo bueno aquí es que hemos demostrado cómo este intercambio de aminoácidos puede activar el Rca a temperaturas más altas sin afectar realmente su eficiencia para activar Rubisco, lo que podría ayudar a los cultivos a iniciar la fotosíntesis bajo estrés por temperatura para producir mayores rendimientos».

Este trabajo se realizó in vitro en E. coli, con el apoyo de un Ph.D. beca del Centro de Medio Ambiente de Lancaster al primer autor Gustaf Degen. Es importante destacar que estos hallazgos respaldarán los esfuerzos de RIPE para caracterizar y mejorar el Rca de otros cultivos alimentarios como el caupí y la soja, cada uno con múltiples formas diferentes de Rca.

«Cuando se observan las regiones de cultivo de caupí en África, se extiende desde Sudáfrica con un promedio de alrededor de 22 grados centígrados hasta Nigeria en alrededor de 30, y las áreas más al norte llegan a 38», dijo Carmo-Silva. «Si podemos ayudar a Rubisco a activarse de manera más eficiente a estas temperaturas, eso es realmente poderoso y podría ayudarnos a cerrar la brecha entre el potencial de rendimiento y la realidad para los agricultores que dependen de estos cultivos para su sustento y sustento».


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