Los científicos asumieron que las hojas en la parte superior de una planta serían las mejores para convertir los niveles más altos de luz en carbohidratos, a través del proceso de fotosíntesis, mientras que las hojas sombreadas más bajas serían mejores para procesar los niveles de luz bajos que penetran en la plantadosel de hojas. Resulta que en dos de nuestros cultivos más productivos, estas hojas sombreadas son menos eficientes que las hojas superiores, lo que limita el rendimiento.
Estos hallazgos, publicados en el Revista de botánica experimental , podría ayudar a los científicos a aumentar aún más los rendimientos de maíz y Miscanthus, así como otros cultivos C4 que han evolucionado para fotosintetizar de manera más eficiente que las plantas C3 como el trigo y el arroz.
"Se cree que los ancestros silvestres de los cultivos C4 crecieron como individuos en hábitats abiertos donde la cantidad de hojas que produjeron se habría visto limitada por el agua y el nitrógeno y la mayoría de las hojas estarían expuestas a la luz solar total", dijo el investigador principal Steve Long, Gutgsell, profesor de biología vegetal y ciencias de cultivos de la Universidad de Illinois.
"Hoy cultivamos estos cultivos en rodales cada vez más densos y les proporcionamos nitrógeno y agua para que puedan producir muchas más capas de hojas. Pero como resultado, la proporción de hojas sombreadas ha aumentado y la producción deel grano dependerá cada vez más de la contribución de esta creciente proporción de hojas sombreadas. Entonces, ¿cómo lo hacen los Maseratis de la fotosíntesis, los cultivos C4, cuando están en una escasa escasa cantidad de combustible a la sombra? "
De acuerdo con este documento, no está bien: cuando las hojas superiores e inferiores se colocan con la misma poca luz, las hojas del dosel inferior mostraron tasas más bajas de fotosíntesis. Las hojas de maíz sombreadas son un 15 por ciento menos eficientes que las hojas superiores, y peor aún,las hojas son 30 por ciento menos eficientes que las hojas superiores de Miscanthus, un cultivo de bioenergía perenne que es 60 por ciento más productivo que el maíz en Illinois.
Considerando el cultivo en su conjunto, esta pérdida de eficiencia en las hojas más bajas puede costar a los agricultores alrededor del 10 por ciento del rendimiento potencial, un costo que aumentará a medida que aumente la densidad de siembra. Este 'talón de Aquiles' probablemente se aplica a otros parientes C4,como la caña de azúcar y el sorgo.
"Lo interesante es que vimos que esta pérdida de eficiencia en el dosel inferior no se debió a la senescencia y desaparición de las hojas, lo hubiéramos esperado", dijo el primer autor Charles Pignon, candidato a doctorado en ciencias de cultivos yen el Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica. "Las hojas todavía estaban perfectamente sanas cuando las estábamos mirando; eran aún más oscuras. En el artículo, mostramos a través de experimentos que esto no fue causado por la edad".
"A continuación, será importante averiguar por qué ocurre esta pérdida de eficiencia y si hay alguna forma de solucionarlo, ya que superar esto y obtener un aumento del 10 por ciento en la producción sería muy significativo", dijo Pignon.
El artículo "Pérdida de eficiencia fotosintética en la sombra. Un talón de Aquiles para los densos rodales modernos de nuestros cultivos C4 más productivos" fue publicado en Revista de botánica experimental . Los coautores también incluyen a Deepak Jaiswal y Justin McGrath, un investigador postdoctoral en la Universidad de Illinois.
Este trabajo fue apoyado por el Instituto de Biociencias Energéticas EBI. El EBI es una colaboración público-privada apoyada por BP en la que se aplican las biociencias y las técnicas biológicas para ayudar a resolver el desafío energético global. Para más información, visite http://www.energybiosciencesinstitute.org/ .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Original escrito por Claire Benjamin. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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