Los científicos de plantas de la Universidad de Liverpool han revelado nuevos conocimientos sobre los mecanismos que permiten que ciertas plantas conserven el agua y toleren la sequía.
La investigación, que se publica en La célula vegetal , podría usarse para ayudar a producir nuevos cultivos que puedan prosperar en regiones previamente inhóspitas, cálidas y secas en todo el mundo.
Las plantas resistentes a la sequía, como cactus, agaves y suculentas, utilizan una forma mejorada de fotosíntesis conocida como metabolismo del ácido crasuláceo, o CAM, para minimizar la pérdida de agua.
La fotosíntesis implica tomar dióxido de carbono de la atmósfera para convertirlo en azúcares usando la luz solar. A diferencia de otras plantas, las plantas CAM pueden absorber CO 2 durante la noche más fresca, lo que reduce la pérdida de agua y almacena el CO capturado 2 como ácido málico dentro de la célula, permitiendo su uso para la fotosíntesis sin pérdida de agua durante el día siguiente.
La fotosíntesis CAM está regulada por el reloj circadiano interno de la planta, que permite a las plantas diferenciarse y adelantarse día y noche y ajustar su metabolismo en consecuencia. Sin embargo, se sabe relativamente poco sobre los procesos moleculares exactos que sustentan el momento óptimo del CO 2 se almacena y libera de esta manera única.
Un equipo de investigadores del Instituto de Biología Integrativa de la Universidad observó una enzima de interés llamada PPCK que participa en el control de la conversión de CO 2 a su forma almacenada durante la noche ácido málico; el ácido de la fruta que hace que las manzanas sepan bien y de nuevo. Querían saber si PPCK es un componente necesario para la ingeniería de la fotosíntesis CAM y probaron esto apagando el gen PPCK en la suculentaPlanta CAM Kalanchoë fedtschenkoi .
Descubrieron que, para que CAM funcione correctamente, las células deben encender PPCK cada noche impulsada por su reloj circadiano interno. Cuando impidieron que Kalanchoë produjera PPCK por la noche, las plantas solo podían capturar un tercio del CO 2 capturado por las plantas normales.
Además, descubrieron que las plantas que no podían producir PPCK cada noche tenían alteraciones en su reloj circadiano, un hallazgo sorprendente que sugiere que los metabolitos asociados con CAM comunican la información de la hora del día al cronometrador central de la planta.
El Dr. James Hartwell comentó: "La sequía es una causa clave de las pérdidas mundiales de cultivos, por lo que comprender los mecanismos que algunas plantas adaptadas al desierto han desarrollado para sobrevivir al estrés hídrico es vital para diseñar una mejor tolerancia a la sequía en las especies de cultivos".
"Nuestro trabajo demuestra que los esfuerzos continuos para diseñar la fotosíntesis CAM en otras plantas deberán incluir PPCK. La inesperada complejidad que revelamos en la relación entre PPCK, CAM y el reloj circadiano también resalta la necesidad de continuar la investigación de los procesos CAM antes depuede entender completamente y explotar sus formas "
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Materiales proporcionado por Universidad de Liverpool . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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