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Una forma nueva y más eficiente de reducir el uso de agua y mejorar el crecimiento de las plantas

** Nueva forma más eficiente de reducir el uso de agua y mejorar el crecimiento de las plantas.
Crédito: Universidad de Glasgow

Un equipo de científicos ha revelado una forma nueva y sostenible para que las plantas aumenten la absorción de dióxido de carbono (CO 2 ) para la fotosíntesis y, al mismo tiempo, reducen el uso de agua.


por la Universidad de Glasgow


El avance fue dirigido por un equipo de científicos de plantas de la Universidad de Glasgow y se publica hoy en la revista Science . Los investigadores utilizaron un nuevo canal iónico sintético activado por luz, diseñado a partir de proteínas de virus de algas y plantas, para acelerar la apertura y el cierre de los estomas, los poros de las hojas de las plantas, a través de los cuales entra el dióxido de carbono (CO 2 ) para la fotosíntesis. .

Los estomas también son la principal vía de pérdida de agua por parte de las plantas. Los intentos anteriores de reducir el uso de agua mediante la manipulación de estos poros generalmente han tenido un costo en la absorción de CO 2 .

En consecuencia, las plantas diseñadas en Glasgow mostraron un crecimiento mejorado al tiempo que conservaban el uso del agua.

Las plantas modificadas de los científicos crecieron normalmente y sustancialmente mejor en condiciones de luz típicas del campo, fijando más CO 2 y perdiendo menos agua a la atmósfera.

El riego de cultivos representa aproximadamente el 70% del uso de agua dulce en el planeta y su uso se ha expandido a tasas insostenibles durante las últimas tres décadas. Los científicos han estado tratando de encontrar formas de hacer que las plantas crezcan con menos agua. Hasta ahora, gran parte de la investigación ha reducido el consumo de agua, pero a un costo potencial en la reducción de la absorción de CO 2 y el crecimiento de las plantas. Este no es un enfoque satisfactorio en general, dadas las crecientes demandas de la producción agrícola de alimentos.

** Nueva forma más eficiente de reducir el uso de agua y mejorar el crecimiento de las plantas.
Crédito: Universidad de Glasgow

Esta nueva investigación ofrece ahora un enfoque diferente que puede mejorar con éxito el crecimiento sin comprometer la eficiencia del uso del agua.

Los investigadores estudiaron la planta Arabidopsis, un miembro de la familia de la mostaza. Usando el canal de iones activado por luz, llamado BLINK, las respuestas estomáticas de la planta se aceleraron y se sincronizaron mejor cuando se cultivaron bajo luz fluctuante, condiciones que son típicas del entorno natural (por ejemplo, cuando las nubes pasan por encima o cuando las plantas vecinas las dan sombra). Las plantas de ingeniería demostraron un mejor crecimiento y producción de biomasa al mismo tiempo que conservaban el agua.

El coautor correspondiente, el profesor John Christie, del Instituto de Biología Molecular, Celular y de Sistemas de la Universidad, dijo: «Nuestros hallazgos demuestran la viabilidad de mejorar la eficiencia del uso del agua por las plantas mientras se obtienen ganancias en la asimilación fotosintética de CO 2 y el crecimiento de las plantas».

El profesor Mike Blatt agregó: «Los esfuerzos anteriores para mejorar la eficiencia del uso del agua de las plantas se han centrado en reducir la densidad de los estomas, a pesar de la penalización implícita en la absorción de CO 2 para la fotosíntesis. Los enfoques alternativos, como el que hemos utilizado, evitan la compensación entre el carbono y el agua. y podría usarse para mejorar el rendimiento de los cultivos, particularmente en condiciones de limitación de agua «.

La autora principal, Maria Papanatsiou, dijo: «Las plantas deben optimizar el equilibrio entre la fotosíntesis y la pérdida de agua para garantizar el crecimiento y el rendimiento de las plantas. Adoptamos un enfoque bien establecido utilizado en neurociencia, llamado optogenética , para equipar mejor los estomas que son esenciales para equilibrar el CO 2 captación y pérdida de agua .

«Usamos una herramienta genética que actúa como un interruptor que permite a los estomas sincronizarse mejor con las condiciones de luz y, por lo tanto, mejorar el rendimiento de la planta en condiciones de luz que a menudo se encuentran en entornos agrícolas».



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