lunes, 28 de noviembre de 2016

Optimizar la fotosíntesis, la solución para mejorar la producción de los cultivos.

Como todos sabemos, las plantas mueren exactamente en el mismo sitio en el que nacen. No pueden salir corriendo ante una amenaza, si llueve no se pueden tapar, si hace frío no se pueden abrigar… por lo que han tenido que desarrollar “soluciones” a lo largo de la evolución para adaptarse a las amenazas que tienen alrededor, ¡pero sin moverse de su sitio!
Lo mismo les pasa con la luz del sol, que aunque la necesitan para vivir, si tienen demasiada, les hace mucho daño. Por tanto, tienen mecanismos para protegerse cuando hay demasiada luz.
El problema surge cuando tienen que adaptarse a la luz muy rápidamente: imagínate, a mediodía en verano, mucha luz, muchísima luz y calor, la planta se adapta a esa inmensa cantidad de energía, pero de pronto aparece una nube, que le tapa toda la luz, la planta se tiene que readaptar, y cuando se va la nube, otra vez lo mismo, y así infinitas veces. Los últimos años se ha estudiado cómo le afecta a la planta estas diferencias de luz, y se ha visto que la planta tarda un tiempo muy importante en adaptarse a las diferentes condiciones, resultando en una pérdida de la producción de los cultivos de un 20%.
Científicos de Estados Unidos, Gran Bretaña y Polonia acaban de publicar en la prestigiosa revista Science cómo han conseguido mejorar la velocidad de respuesta de plantas de tabaco a la luz, provocando una mejora de su productividad.

¿Cómo lo han hecho?

La idea inicial de los investigadores era que si conseguían mejorar la fotosíntesis, podrían mejorar la productividad de los cultivos. El problema era: ¿cómo? En primer lugar buscaron donde tenían más pérdidas las plantas al aprovechar la luz del sol. Observaron que un punto clave era en las transiciones de paso de “exceso de luz” (pleno sol) a “falta de luz” (paso de una nube) y viceversa, en el cual la planta tarda varios minutos. Si pudieran reducir este tiempo de adaptación, mejorarían la fotosíntesis, y por tanto la producción de la planta. 
Estudiaron cuales podrían ser las proteínas responsables de esta adaptación, concluyendo que había tres vitales, las tres encargadas de la disipación de la energía provocada por el exceso de luz (NPQ, del inglés Quenching No Fotoquímico): 
-Dos proteínas vitales dentro de la producción de “Xantofilas, pigmentos similares a clorofilas pero con diferentes características de absorción de la luz. Estas dos proteínas eran VDE (violaxanthin de-epoxidase) y la ZEP (zeaxanthin epoxidase).
-Y una proteína del sistema principal de las fotosíntesis de las plantas. La subunidad S del Fotosistema II(llamado PsbS).
La idea era que si pudieran hacer que las plantas crearan más cantidad de estas proteínas, la planta podría responder mucho más rápidamente a los cambios en la luz. Y eso hicieron, introdujeron, en plantas de tabaco mediante transgénesis más copias de los genes VDE, ZEP y PsbS, consiguiendo que estas plantas produjeran ¡¡¡47 veces más de la proteína VDE, 3 veces más de la proteína PsbS y 75 veces más proteína ZEP!!! Es decir, no metieron genes nuevos, simplemente hicieron que la planta produjera muchísimo más de los genes que ya existían.
Con estas plantas hicieron muchas y diversas pruebas para comprobar que el aumento de estas proteínas hacía que la fotosíntesis se optimizara, ¡¡y así fue!! Pero, aunque una mejora en la fotosíntesis era un hallazgo importante en sí, no tendría mucho sentido si no era capaz de mejorar la producción en las condiciones de campo. Y eso hicieron: probaron las plantas en condiciones reales, para ver si se incrementaba la producción del tabaco. Y… ¡¡ Eureka!! ¡¡Las plantas producían un 15% más!!

Reflexión final 

Como conclusión quisiera destacar que esto es un paso espectacular en la biotecnología agrícola de nuestro siglo, pero me preguntaréis: ¿Por qué, si el tabaco tampoco es tan importante? Efectivamente el tabaco se ha utilizado porque es una planta muy utilizada en biotecnología como planta modelo, pero el gran logro de esta investigación es que han conseguido mejorar la producción de un cultivo modificando una ruta común a todos los cultivos. Es decir, que han abierto el camino para mejorar la producción del resto de los cultivos, maíz, trigo, arroz, y un largo etc. sin tener que incrementar los fertilizantes químicos que tanto dañan la salud y el medio ambiente.

El artículo completo lo podéis leer aquí
La imagen la he tomado de aquí
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