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Los genes de las algas pueden aumentar la eficiencia y el rendimiento en cultivos básicos

Los genes de las algas pueden aumentar la eficiencia y el rendimiento en cultivos básicos
Microcompartimentos fluorescentes (verde) en cloroplastos (rojo). Los cloroplastos, el sitio de la fotosíntesis, son de color rojo debido a la autofluorescencia de la clorofila. Los microcompartimentos están marcados con una proteína verde fluorescente.

(Phys.org) —A medida que la humanidad enfrenta más bocas que alimentar gracias al aumento de la población mundial, una nueva investigación ha dado un paso hacia el empleo de genes de algas verdiazules para mejorar la fotosíntesis de cultivos básicos, una mejora potencial que podría impulsar la eficiencia de las plantas y aumentar rendimientos.


por Krishna Ramanujan, Universidad de Cornell


Los científicos de Cornell y el informe Rothamsted Research del Reino Unido utilizan genes de algas verdiazules, llamadas cianobacterias, para crear microcompartimentos dentro de las células vegetales que realizan la fotosíntesis, un avance importante para mejorar la fotosíntesis .

El estudio aparece en la edición en línea del 8 de mayo de The Plant Journal .

Todas las plantas emplean una enzima llamada Rubisco para fijar el dióxido de carbono durante la fotosíntesis, donde las plantas combinan dióxido de carbono, agua y luz para producir oxígeno y sacarosa; la planta usa sacarosa para obtener energía y para construir nuevos tejidos vegetales.

Pero Rubisco reacciona tanto con dióxido de carbono como con oxígeno en el aire. Cuando reacciona con el oxígeno, cada vez más en temperaturas más cálidas, la tasa de fotosíntesis disminuye y disminuye los rendimientos.

Las algas verdiazules también realizan la fotosíntesis, pero emplean un mecanismo para concentrar dióxido de carbono en microcompartimentos poliédricos alrededor de Rubisco, por lo que Rubisco reacciona con dióxido de carbono y no con oxígeno, lo que hace que la fotosíntesis sea más eficiente.

Hasta ahora, «nadie había podido demostrar que se puede hacer este microcompartimento en plantas», dijo Myat Lin, primer autor del artículo y becario postdoctoral en el laboratorio de Maureen Hanson, coautora principal del estudio y Liberty Hyde. Profesor Bailey de Biología Molecular Vegetal en Cornell.

Lin ideó una forma de insertar los genes de las algas para hacer que la capa exterior, conocida como cáscara, de los microcompartimentos en plantas de tabaco modelo , dijo Hanson.

Ahora que los investigadores tienen un método para insertar estas conchas en los cloroplastos, los orgánulos en las células vegetales donde ocurre la fotosíntesis, los siguientes pasos serán incorporar Rubisco, otras proteínas y una enzima que ayuda a transportar dióxido de carbono a Rubisco con los microcompartimentos.


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