Diseñan plantas con mayor eficiencia de fotosintesis

Genes de algas verdes azuladas, utilizadas por un grupo de cientificos estadounidenses y britanicos en el desarrollo de una planta de tabaco geneticamente modificada, podrian mejorar los rendimientos de los principales cultivos a nivel mundial en un 60%. La investigacion tuvo como objetivo acelerar la fotosintesis, proceso mediante el cual las plantas convierten la luz solar, el agua y el dioxido de carbono en oxigeno y azucar.

Rubisco es el nombre de la enzima responsable de fijar el carbono en las moleculas que forman los bloques de construccion de las plantas, pero se considera que es muy ineficiente, ya que a menudo reacciona con oxigeno en lugar de CO2.

Lo que los cientificos hicieron fue tomar prestada una enzima Rubisco mas rapida de las algas verde azuladas -o cianobacteria-, y la pusieron en una planta de tabaco.

Cabe señalar que las plantas de tabaco son consideradas como un organismo modelo comun para la investigacion en ingenieria genetica.

Los equipos dirigidos por la genetista de plantas de la Universidad de Cornell en EE.UU., Maureen Hanson, y el fisiologo de plantas de Rothamsted Research en el Reino Unido, Martin Parry, trabajaron en la misma medida en la investigacion, combinando la experiencia en ingenieria genetica de Cornell y la experiencia en bioquimica de enzimas de Rothamsted.

En algunas de las plantas, los investigadores tambien añadieron una proteina bacteriana que se cree que ayuda a Rubisco a plegarse correctamente, mientras que en otras añadieron una proteina bacteriana que apoyaba estructuralmente a la enzima.

Ambas lineas de tabaco fueron capaces de utilizar la Rubisco para la fotosintesis, y en ambos casos reaccionaron con dioxido de carbono, creando nuevas moleculas mas rapido que el tabaco normal.

Una posibilidad emocionante

Hanson explico que, a pesar que este desarrollo ha sido un paso importante para mejorar la fotosintesis en las plantas, aun queda mucho trabajo por hacer.

Añadio que la “nueva” planta de tabaco “no era una mejora” sobre la planta natural, ya que no tenia los micro compartimientos bacterianos repelentes de oxigeno, llamados carboxisomas, necesarios para que las plantas geneticamente modificadas sean de alguna utilidad en condiciones naturales.

“El carboxisoma normalmente encierra la enzima, la protege del oxigeno y aumenta la cantidad de dioxido de carbono en torno a la enzima para que pueda trabajar mas rapido”, dijo Hanson en entrevista con Portalfruticola.com.

Como los cientificos no fueron capaces de utilizar los carboxisomas, las plantas de tabaco modificadas geneticamente tuvieron que ser cultivadas en camaras especiales con una concentracion de dioxido de carbono 20 veces mayor de lo normal para que la fotosintesis fuera mas rapida.

“Si tuvieramos que incluir este carboxisoma -que es lo que estamos tratando de hacer ahora- entonces el ambiente adecuado alrededor de la planta tendria que ser muy, muy alto en CO2, y asi la fotosintesis podria proceder mas rapidamente”, dijo.

“Y es por eso que todo el mundo esta interesado en hacer esto”, asevero.

Hanson dijo que otro grupo, liderado por el Dr. Stephen Long de la Universidad de Illinois, habia modelado una simulacion computarizada de los potenciales efectos sobre el rendimiento del cultivo si la eficiencia de la fotosintesis se aumentara de esta manera.

Asi, de acuerdo a sus calculos, dicho rendimiento podria ser de un 36 a 60% mas alto en cualquier lugar.

“Por eso esta es una posibilidad emocionante, pero no hemos terminado el trabajo. Tenemos que lograr poner el carboxisoma ahi”, dijo.

El incremento en el rendimiento es aun mas importante. Esto, ya que muchos fitomejoradores dicen estar llegando al final de su capacidad para utilizar la variacion genetica natural como medio para mejorar los rendimientos en los principales cultivos mundiales, como el arroz y el trigo.

Por lo tanto, Hanson señalo que, aparentemente, utilizar la tecnologia de modificacion genetica moderna podria ser la mejor respuesta a la pregunta sobre como alimentar a una poblacion mundial que crece rapidamente.

Tecnologia GM ‘absolutamente necesaria’

Con el fin de hacer carboxisomas en las plantas de tabaco modificadas geneticamente, un maximo de ‘seis o siete’ genes tendra que ser transferido al cloroplasto de la planta de tabaco.

“En eso estamos trabajando ahora. Estamos tratando de poner todos los genes dentro”, dijo Hanson.

“Es un poco mas complicado porque no solo es necesario tener genes ahi, sino que hay que tenerlos adecuadamente controlados con el fin de generar la cantidad adecuada de proteinas”, detallo.

Hanson agrego que los investigadores podrian ser capaces de poner este mecanismo en un cultivo importante “en una decada”, pero uno de los principales obstaculos para que sea adoptado a escala global, son reservas de la gente respecto a la tecnologia GM.

“Espero que haya un aumento en la aceptacion de los alimentos modificados geneticamente a medida que la gente aprenda mas sobre eso y se disipen algunos de los temores –francamente irracionales- sobre esto a traves de la educacion”, dijo.

“No veo ninguna forma en la que podamos alimentar al mundo sin necesidad de utilizar esta tecnologia. Creo que sera absolutamente necesario, y cuando se vuelva necesario, entonces creo que podria aumentar la aceptacion”, concluyo.

universidadagricola.com

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