Un equipo internacional de investigadores dirigidos por científicos de la Universidad Nacional de Australia, ha realizado un descubrimiento que podría revolucionar la producción de alimentos: cómo potenciar la fotosíntesis en las plantas.

Los investigadores descubrieron que una proteína específica controla la velocidad del flujo de electrones en la fotosíntesis, el proceso que permite a las plantas usar la luz solar para convertir el dióxido de carbono y el agua en alimento. Aumentar la cantidad de esa proteína en las plantas puede acelerar ese proceso.

Mayor rendimiento

Las plantas usan una de las tres vías metabólicas para la fijación de carbono durante la fotosíntesis. La mayor parte de la investigación sobre la aceleración de la fotosíntesis se ha centrado en la vía C3, que es utilizada por el trigo y el arroz. Pero esta última investigación se centró en acelerar la vía C4, que es utilizada por cultivos como el maíz y el sorgo.

El descubrimiento podría conducir a cultivos de mejor rendimiento, un objetivo para alimentar a la población mundial y contra el cambio climático.

El equipo realizó sus pruebas en una planta llamada Setaria viridis, una planta C4. Cuando los científicos activaron la sobreexpresión de la proteína Rieske FeS, fluyeron más electrones durante el proceso de fotosíntesis, lo que se tradujo en una aceleración del 10 por ciento del proceso.

El hallazgo podría tener un impacto masivo en la agricultura y la producción de alimentos, particularmente entre las plantas que usan lo que los científicos han denominado fotosíntesis C4. Estos cultivos básicos ya se encuentran entre los más productivos del mundo, y si los científicos pueden aumentar y acelerar a fotosíntesis, eso podría significar mayores rendimientos de los cultivos.

Ralentizar el cambio climático

En referencia al hallazgo, la investigadora Susanne von Caemmerer, subdirectora del Centro para la Excelencia de Fotosíntesis Traslacional de la Universidad Nacional de Australia y coautora del estudio, comentó:

“Estos resultados demuestran que cambiar la velocidad del transporte de electrones mejora la fotosíntesis en la especie modelo C4, Setaria viridis. Es una prueba de concepto importante que nos ayuda enormemente a comprender más sobre cómo funciona la fotosíntesis”.

La fotosíntesis es el proceso que le permite a las plantas usar la luz solar para convertir el dióxido de carbono y el agua en alimento.

Los autores del estudio puntualizan que recientemente varios estudios han resaltado la necesidad de implementar cambios en la dieta y los patrones de uso de la tierra, modificaciones orientadas a frenar el cambio climático y limitar el calentamiento global a 2 grados centígrados.

En esta línea, los avances que impulsan la fotosíntesis podrían permitir a los agricultores cultivar más alimentos en menos tierra, una necesidad del sector agrícola para alimentar a la creciente población mundial al tiempo que ayuda a la lucha contra el cambio climático.

Referencia: Overexpression of the Rieske FeS protein of the Cytochrome b6f complex increases C4 photosynthesis in Setaria viridis, Communications Biologyvolume. 2019. https://doi.org/10.1038/s42003-019-0561-9