Las plantas producen azúcares para formar hojas para crecer y producir granos y frutas a través del proceso de fotosíntesis, pero la acumulación de azúcar también puede retrasar la fotosíntesis. Por lo tanto, investigar cómo los azúcares en las plantas controlan la fotosíntesis es una parte importante para encontrar nuevas formas de mejorar la producción de cultivos.
Investigaciones recientes sobre cultivos turboalimentados altamente productivos como el maíz y el sorgo, muestran que el secreto de su productividad podría estar en sus respuestas de detección de azúcar que regulan la fotosíntesis dentro de sus hojas.
"Al comparar el arroz y el mijo encontramos que los cultivos que utilizan la ruta de la fotosíntesis C4, como el maíz, el sorgo y el mijo, regulan la fotosíntesis utilizando diferentes mecanismos de señalización del azúcar que los cultivos C3, como el trigo y el arroz. Esto puede ser parte de lapor eso son más productivos ", dijo el investigador principal, el Dr. Clemence Henry, del Centro de Excelencia ARC para la Fotosíntesis Traslacional CoETP.
"Las plantas pueden detectar la cantidad de azúcar que se produce y utiliza a través de un complejo conjunto de mecanismos de detección de azúcar. Estos mecanismos pueden detener la fotosíntesis si la acumulación de azúcar es demasiado alta. Sin embargo, para nuestra sorpresa, descubrimos que a diferencia de lo que se mostró anteriormente enalgunas plantas C3, las plantas C4 no son tan sensibles a los altos niveles de azúcares, lo que nos muestra que el mecanismo de retroalimentación no es tan simple como pensábamos anteriormente ", dice el Dr. Henry.
"Estamos tratando de entender cómo se regula la fotosíntesis en las plantas C4, que son algunos de los cereales más importantes en la producción mundial de alimentos. Los mecanismos de regulación han sido bien estudiados en las plantas C3, pero hasta ahora, no sabíamos quésucede en los cultivos C4 y cómo se relaciona esto con su capacidad de producir más azúcares ", dice el Dr. Oula Ghannoum, investigador jefe de CoETP en la Universidad de Western Sydney.
"Uno de los resultados más interesantes de esta investigación es que si entendemos cómo funciona la señalización del azúcar en los cultivos C4, en el futuro cuando transfiramos mecanismos de fotosíntesis turboalimentados a cultivos como el trigo y el arroz, nos aseguraremos de mejorar su rendimiento", diceDr. Ghannoum.
Mejorar la fotosíntesis, el proceso por el cual las plantas convierten la luz solar, el agua y el CO2 en materia orgánica, es reconocida como una de las mejores formas de aumentar la producción de cultivos.
"La parte difícil es traducir los resultados encontrados a nivel molecular al nivel de cultivo. Para mejorar la fotosíntesis y obtener más rendimiento, necesitamos" quitar los frenos "del cultivo. Esta es una pieza esencial del rompecabezas para lograrmejora el rendimiento a través de una mayor fotosíntesis ", dice el director de CoETP, profesor Robert Furbank, uno de los autores de este estudio.
Durante el estudio, publicado recientemente en el Revista de botánica experimental , los científicos utilizaron la intensidad de la luz como un medio para aumentar la producción de azúcar e identificar los genes responsables de la regulación de la fotosíntesis. Este es uno de los pocos estudios que se centran en la fuente de producción de azúcar donde ocurre la fotosíntesis, en lugar de en los sumideros dondela planta usa los azúcares. Este es uno de los pocos estudios que se centra en la fuente hojas donde se produce la producción de azúcar y la fotosíntesis, en lugar de en los sumideros granos, frutas donde se usan los azúcares.
"Todavía tenemos muchas preguntas sin respuesta sobre cómo funcionan estos sensores de azúcar. Nuestros próximos pasos son manipular estos sensores, lo que nos ayudará a recopilar información esencial que necesitamos para transferirlos a los cultivos C3 en el futuro", Dr. Ghannoumdice.
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Materiales proporcionado por Centro de excelencia ARC para la fotosíntesis traslacional . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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