Agricultura Botánica, nutrición y genética Estados Unidos

Una nueva información sobre la fotosíntesis podría ayudar a cultivar plantas más resistentes

fotosíntesis
Crédito: CC0 Public Domain

Un equipo de investigación dirigido por la Universidad Estatal de Washington ha creado un modelo informático para comprender cómo las plantas almacenan energía en la membrana tilacoide, una estructura clave para la fotosíntesis en las hojas de las plantas.


por la Universidad Estatal de Washington


El equipo confirmó la precisión del modelo matemático con experimentos de laboratorio. Su trabajo fue publicado recientemente en la revista Nature Plants .

«Proporcionamos una pieza importante para el rompecabezas general del metabolismo de las plantas», dijo Helmut Kirchhoff, profesor del Instituto de Química Biológica de WSU y líder del equipo que hizo este descubrimiento. «Si integramos nuestro modelo en el panorama más amplio, puede proporcionar un buen camino para mejorar las plantas para ciertos entornos».

Las plantas convierten la luz solar en energía utilizable a través de la fotosíntesis, pero ajustan constantemente dónde y cómo almacenan la energía fabricada por ellos mismos en función del nivel de luz, la temperatura, la humedad y otros factores.

Averiguar cómo las plantas realizan estos ajustes podría mejorar nuestra comprensión de cómo se desempeñan en el campo y ayudar a desarrollar nuevas plantas que puedan soportar el aumento de las temperaturas debido al cambio climático .

Los hallazgos de Kirchhoff y sus colaboradores podrían tener amplias implicaciones y beneficios en los próximos años, ya que su modelo se integra con otros para aprender más sobre cómo funciona exactamente la fotosíntesis.

La conversión de energía de la luz solar y el almacenamiento de energía ocurre en membranas tilacoides especializadas en los cloroplastos de las hojas.

«Funciona como una batería», dijo Kirchhoff. «En las hojas, las plantas bombean protones de un lado de la membrana tilacoide al otro generando un gradiente de cargas positivas y negativas».

Para regular este almacenamiento de energía , los canales iónicos controlan la fluctuación en la cantidad de energía disponible, dijo.

Comprender este complejo proceso podría ser la clave para alimentar a las personas de todo el mundo en un planeta que se está calentando.

«La fotosíntesis es muy poderosa», dijo Kirchhoff. «Si no se controla, puede producir demasiada energía, lo que crea moléculas peligrosas que pueden matar una planta. La ingeniería de plantas con un mejor control fotosintético significaría que esas plantas podrían sobrevivir en condiciones más soleadas y cálidas».

Los científicos iluminaron las hojas con una variedad de luces y midieron los cambios en la absorción y la fluorescencia.

«Iluminamos hojas con diferentes intensidades de luz para crear estados de excitación en los pigmentos», dijo Kirchhoff. «La hoja luego cambia sus propiedades de absorción y fluorescencia que medimos, diciéndonos lo que está sucediendo en la hoja».



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