Como las plantas ajustan la fotosintesis en respuesta a las intensidades luminosas fluctuantes

Los investigadores de LMU han identificado un conjunto de proteinas que permiten a las plantas ajustar su fotosintesis en respuesta a las intensidades luminosas fluctuantes para aprovechar al maximo la luz disponible.

La fotosintesis, el proceso biologico mas importante en la Tierra, es impulsado por la luz solar. Sin embargo, la radiacion solar es una fuente de energia inconstante, ya que la intensidad de la luz disponible en la mayoria de los entornos esta cambiando constantemente, dependiendo de factores como la cobertura de nubes y la distribucion de la sombra. Ahora, los biologos de LMU dirigidos por el profesor Peter Geigenberger, en colaboracion con investigadores del Instituto Max Planck para la Fisiologia Molecular de Plantas de Potsdam y la Universidad de Paris, han identificado una serie de proteinas que son esenciales para la capacidad de la fotosintesis para adaptarse a la fluctuacion en los niveles de luz. Sus hallazgos aparecen en la revista Molecular Plant.

Para un crecimiento optimo, las plantas necesitan mantener una alta y estable tasa de fotosintesis, y para ello deben ser capaces de reaccionar rapidamente a cambios repentinos en la intensidad de la luz: En el caso de un aumento abrupto en el flujo de luz, el exceso de energia es disipado como calor o la energia es desviada a los procesos metabolicos con el fin de evitar la formacion de especies de oxigeno reactivo, lo que dañaria los fotosistemas y otros componentes celulares. Cuando la intensidad de la luz disminuye, las celulas foliares deben minimizar la perdida de calor lo mas rapidamente posible y ajustar la distribucion de la transferencia de energia a las operaciones metabolicas. Ahora hemos demostrado que las enzimas llamadas tiorredoxinas estan intimamente involucradas en estos procesos de aclimatacion, dice Geigenberger.

Traducido por Agriculturers.com

Las tiorredoxinas son proteinas pequeñas, que se encuentran en practicamente todos los organismos y participan en muchos procesos metabolicos vitales. Utilizando cepas geneticamente modificadas de Arabidopsis thaliana, Geigenberger y sus colegas han demostrado que las tiorredoxinas desempeñan un papel crucial para asegurar que las tasas de fotosintesis se mantengan optimamente durante periodos cortos de alta intensidad de luz. Las proteinas abren esencialmente una valvula que permite que el exceso de energia absorbido por los fotosistemas en los cloroplastos sea exportado al citoplasma, evitando asi la inhibicion de la propia fotosintesis. Este modo de exportacion de energia es a su vez sostenido por un segundo sistema basado en tiorredoxina llamado NADPH-dependiente de la tiorredoxina reductasa C (NTRC). Esta ultima enzima tambien es responsable de minimizar la perdida de energia luminosa absorbida como calor en fases cuando las intensidades de luz son bajas. En consecuencia, en plantas que carecen de NTRC la eficiencia fotosintetica se reduce y sus tasas de crecimiento son menores, explica Geigenberger.

Asi que su equipo ahora planea estudiar si el aumento de los niveles de actividad de la tiorredoxina puede mejorar la eficiencia global de la fotosintesis y por lo tanto las tasas de crecimiento de las plantas expuestas a los ambientes fluctuantes de luz. Bajo condiciones naturales en el campo, las intensidades de luz cambian muy rapidamente. Si fuera posible aumentar la eficiencia de la fotosintesis mediante el aumento de las actividades de thioredoxina en los cultivos de plantas, esto podria ofrecer un medio para aumentar los rendimientos, dice Peter Geigenberger.

Mas informacion: Ina Thormählen et al. Las tiorredoxinas juegan un papel crucial en la aclimatacion dinamica de la fotosintesis en luz fluctuante, Molecular Plant (2016). DOI: 10.1016 / j.molp.2016.11.012

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