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Recuperación rápida: el maíz nuevo funciona mejor en frío


Casi todos en la Tierra están familiarizados con el maíz. Literalmente.


por Aaron J. Bouchie, Instituto Boyce Thompson


En todo el mundo, cada persona come un promedio de 70 libras de grano cada año, y se cultiva aún más para alimentación animal y biocombustible. Y a medida que la población mundial continúa en auge, aumentar la cantidad de alimentos cultivados en la misma cantidad de tierra se vuelve cada vez más importante.

Una posible solución es desarrollar cultivos que funcionen mejor en temperaturas frías . Muchas personas no son conscientes de que el maíz es una planta tropical , lo que lo hace extremadamente sensible al clima frío. Este rasgo es problemático en climas templados donde la temporada de crecimiento promedia solo 4 o 5 meses, y donde ocurre más del 60% de su producción anual de 1.6 billones de libras.

Una cepa tolerante al frío podría ampliar las latitudes en las que se podría cultivar el cultivo, así como permitir a los agricultores actuales aumentar la productividad.

Un grupo de investigadores dirigido por David Stern, presidente del Instituto Boyce Thompson, ha dado un paso más cerca de este objetivo al desarrollar un nuevo tipo de maíz que se recupera mucho más rápidamente después de una ola de frío. Stern también es profesor adjunto de biología vegetal en la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida de la Universidad de Cornell.

La investigación se describe en un artículo publicado en línea en Plant Biotechnology Journal el 20 de diciembre.

Este trabajo se basó en una investigación publicada en 2018, que mostró que los niveles crecientes de una enzima llamada Rubisco condujeron a plantas más grandes y de maduración más rápida . Rubisco es esencial para que las plantas conviertan el dióxido de carbono atmosférico en azúcar, y sus niveles en las hojas de maíz disminuyen drásticamente en climas fríos.

En el último estudio, Stern y sus colegas cultivaron plantas de maíz durante tres semanas a 25 ° C (77 ° F), bajaron la temperatura a 14 ° C (57 ° F) durante dos semanas y luego la aumentaron nuevamente a 25 ° C .

«El maíz con más Rubisco se desempeñó mejor que el maíz normal antes, durante y después del enfriamiento», dijo Coralie Salesse-Smith, la primera autora del artículo. «En esencia, pudimos reducir la gravedad del estrés por frío y permitir una recuperación más rápida». Salesse-Smith era un Ph.D. de Cornell. candidato en el laboratorio de Stern durante el estudio, y ahora es investigadora postdoctoral en la Universidad de Illinois.

De hecho, en comparación con el maíz normal, el maíz modificado tuvo mayores tasas de fotosíntesis durante todo el experimento, y se recuperó más rápidamente del estrés por enfriamiento con menos daño a las moléculas que realizan las reacciones dependientes de la luz de la fotosíntesis.

El resultado final fue una planta que creció más alta y desarrolló mazorcas maduras de maíz más rápidamente después de un período de frío.

Steve Reiners, un líder del co-equipo para el programa de vegetales de Cornell Cooperative Extension, dice que el maíz dulce es un cultivo vegetal importante en Nueva York, con un valor de entre $ 40 y $ 60 millones anuales. Señala que muchos productores de maíz de Nueva York siembran tan pronto como pueden porque una cosecha temprana tiene los precios más altos de la temporada.

Reiners, que no participó en el estudio, también es profesor de horticultura en Cornell.

«El maíz que desarrollamos aún no está completamente optimizado para la tolerancia al frío, por lo que estamos planeando la próxima generación de modificaciones», dijo Stern. «Por ejemplo, sería muy interesante agregar una versión tolerante al frío de una proteína llamada PPDK en el maíz y ver si funciona aún mejor».

Los investigadores creen que su enfoque también podría usarse en otros cultivos que utilizan la vía fotosintética C4 para fijar el carbono, como la caña de azúcar y el sorgo.


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