El descubrimiento sobre la evolución de la fotosíntesis C4 podría allanar el camino para el desarrollo de cultivos agrícolas más resilientes y productivos, especialmente en un contexto de cambio climático.
La investigación revela cómo las plantas que utilizan la fotosíntesis C4 han evolucionado para lograr una eficiencia superior. Y cómo se puede adaptar esta tecnología natural para beneficiar a las plantas que todavía dependen de la fotosíntesis C3, como el arroz, el trigo y la soja.
La mayoría de las plantas, alrededor del 95%, utilizan el método de fotosíntesis C3. Este proceso presenta importantes deficiencias, como pérdida de energía y agua, lo que los hace más vulnerables en climas cálidos y secos.
Por otro lado, la fotosíntesis C4, que surgió hace unos 30 millones de años, es un 50% más eficiente, conservando energía y reduciendo la pérdida de agua.
Esta eficiencia se logra con la participación de las células de la vaina del haz, que se hacen cargo de parte del proceso de fotosíntesis junto con las células mesófilas. Sin embargo, el mecanismo molecular que permitió esta transición en las plantas C4 siempre ha sido un misterio, hasta ahora.
Utilizando tecnología de genómica unicelular, los investigadores analizaron plantas C3 (arroz) y C4 (sorgo). Descubrieron que la evolución de la fotosíntesis C4 no dependía de la aparición de nuevos genes, sino de cambios en los elementos reguladores que controlan la expresión genética.
Se ha identificado que un grupo de proteínas conocidas como factores de transcripción DOF son cruciales para activar genes necesarios para la fotosíntesis en las células de la vaina del haz.
Estos elementos reguladores ya existían en las plantas C3 ancestrales, pero fueron "cooptados" durante la evolución para ampliar sus funciones en las plantas C4. Esto sugiere que el potencial para la fotosíntesis C4 ya está incorporado en las plantas C3, lo que ofrece una oportunidad prometedora para la manipulación genética.
Los científicos ahora están explorando cómo aplicar estos descubrimientos para transformar cultivos esenciales en plantas más resistentes. El "Proyecto Arroz C4" es un esfuerzo global para introducir características de la fotosíntesis C4 en el arroz, con el objetivo de aumentar su productividad y eficiencia hídrica.
A corto plazo, el estudio refuerza la iniciativa del Instituto Salk de crear plantas optimizadas capaces de resistir mejor el cambio climático y ayudar a capturar carbono.
Se puede obtener más información en doi.org/10.1038/s41586-024-08204-3
Reciba las últimas noticias sobre agricultura en su correo electrónico
Reciba las últimas noticias sobre agricultura en su correo electrónico
