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Rayo de esperanza para cosechas de trigo más abundantes


Según un nuevo estudio realizado por la Universidad de Lancaster, los cultivos como el trigo podrían ser hasta un 21% más eficientes para convertir la energía del sol en alimento.


Universidad de Lancaster


La cadena alimentaria depende de las plantas que utilizan la luz solar para convertir el dióxido de carbono del aire en alimento. Este proceso, conocido como fotosíntesis , es esencial para que las plantas crezcan, incluidos los cultivos como el trigo .

Sin embargo, cuando una hoja vuelve a la luz solar plena después de un período en la sombra, la fotosíntesis tarda un tiempo en recuperar la eficiencia máxima, lo que significa que se desperdicia la energía valiosa del sol.

Esto claramente reduce la productividad de los cultivos, pero hasta ahora, la escala del problema no se había cuantificado experimentalmente.

Mediante el uso de analizadores de gas infrarrojos conectados a una cámara de ambiente controlado en miniatura, el Dr. Samuel Taylor y el Profesor Steve Long, en el Centro de Medio Ambiente de Lancaster (LEC) simularon un aumento repentino de la luz solar luego de la sombra, y midieron el tiempo que tardó la planta en recuperarse Su máxima eficiencia de fotosíntesis y aprovechar al máximo la energía extra de la luz.

Descubrieron que la fotosíntesis tardó unos 15 minutos en alcanzar la máxima eficacia. En función de las ligeras fluctuaciones que se producirían en una cosecha de trigo , luego calcularon cuánto menos dióxido de carbono estaba absorbiendo la cosecha en el transcurso de un día debido a este ajuste lento. El sorprendente resultado fue del 21%.

El científico de plantas, profesor Long de la Universidad de Lancaster y de la Universidad de Illinois, dijo: «Esta es una pérdida muy significativa. El siguiente paso es buscar variedades de trigo que respondan rápidamente a este aumento en la disponibilidad de luz solar. Podríamos aprovechar este rasgo y esta raza». En nuestras variedades de trigo modernas para aumentar nuestras cosechas «.

«Aunque los rendimientos de trigo en el Reino Unido y en el mundo aumentaron dramáticamente en la segunda mitad del siglo XX, los incrementos de este siglo han sido difíciles de alcanzar. Este trabajo puede abrir una manera de hacer avanzar nuevamente la mejora del rendimiento. La investigación también sugiere que el aumento de rendimiento acelerará el ajuste a tales fluctuaciones de la luz natural no requeriría más agua o más nutrientes, aumentando la sostenibilidad «.

El Dr. Taylor y el Profesor Long analizaron los mecanismos responsables de la respuesta de la fotosíntesis retrasada. Encontraron que el factor más importante fue la velocidad a la que la activación de Rubisco (la enzima utilizada por todas las plantas para catalizar la absorción de dióxido de carbono) se recuperó a plena luz solar. Rubisco es la proteína más abundante en el mundo presente en todas las hojas de plantas y en todas las algas.

El Dr. Elizabete Carmo-Silva en la Universidad de Lancaster es un experto mundial en la activación de Rubisco, un proceso complejo que podría ser la clave para una fotosíntesis más eficiente en todos los cultivos, no solo en el trigo.

Ella dijo: «Hasta ahora, sabíamos que la activación de Rubisco en respuesta a la luz fluctuante estaba limitando el potencial fotosintético del trigo, pero tenía poca idea de que podría ser tan importante para la productividad de los cultivos».

«La investigación continua en LEC está investigando la variabilidad natural en la eficiencia de Rubisco en diferentes tipos de trigo y parientes de trigo salvaje. Esta variación es probable que sea explotable para desarrollar nuevas variedades de trigo que ayudarán a abordar la necesidad de aumentar el rendimiento y la sostenibilidad en el tierra que ya estamos usando «.


Más información: Samuel H. Taylor y otros, la lenta inducción de la fotosíntesis en la sombra a las transiciones del sol en el trigo puede costar al menos el 21% de la productividad, las transacciones filosóficas de la Royal Society B: Biological Sciences (2017). DOI: 10.1098 / rstb.2016.0543Proporcionado por la Universidad de Lancaster


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