21 de octubre de 2024

El director del CABBI, Andrew Leakey, a la derecha, y el investigador postdoctoral Daniel Lunn con plantas de caña de azúcar, miscanthus y sorgo en el invernadero del CABBI en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. Foto cortesia: Julie Wurth/CABBI

El estrés por sequía ha sido durante mucho tiempo un factor limitante para la producción agrícola en todo el mundo, un desafío exacerbado por el cambio climático.

Durante más de un siglo, los científicos han puesto el foco en una característica clave de las plantas, conocida como eficiencia en el uso del agua (WUE, por sus siglas en inglés), para ayudar a los cultivos a crecer con menos agua y evitar sufrir estrés por sequía. Una mayor WUE puede ayudar a las plantas a evitar el estrés por sequía, pero para la mayoría de los cultivos también se asocia con una menor productividad cuando el agua es abundante.

En un par de estudios publicados hoy en el Journal of Experimental Botany , los investigadores del Centro para la Innovación Avanzada en Bioenergía y Bioproductos (CABBI) utilizaron la ingeniería genética para avanzar en la mejora de la WUE en cultivos bioenergéticos C4 respetuosos con el clima sin sacrificar el rendimiento, un avance significativo para el desarrollo de una bioeconomía sostenible. CABBI es un Centro de Investigación de Bioenergía financiado por el Departamento de Energía (DOE).

En el primer estudio, el equipo del CABBI logró reducir la cantidad de agua que se escapa de las plantas de sorgo al disminuir la cantidad de estomas, o poros, en la superficie de las hojas, mejorando la eficiencia de la energía sin limitar la fotosíntesis ni la producción de biomasa. Los investigadores insertaron un gen en las plantas que alteró su patrón de desarrollo y redujo la densidad estomática.

“Con las especies C4, creemos que podemos obtener algo gratis: podemos mejorar la eficiencia del uso del agua sin tener que comprometer el crecimiento de la planta cuando tiene suficiente agua. Y ese es un caso especial”, dijo el director de CABBI, Andrew Leakey, líder del equipo en los dos estudios.

Los investigadores del segundo estudio descubrieron que la reducción de la densidad estomática en la caña de azúcar y otros cultivos C4 coincidió con la ampliación de los poros, lo que contrarrestó parte de la mejora esperada en la eficiencia energética. El mecanismo subyacente de esta respuesta no se comprende por completo, por lo que el descubrimiento representa un nuevo objetivo valioso para diseñar una planta aún más eficiente.

En conjunto, estos hallazgos ayudarán a maximizar la producción de materia prima para bioenergía, ayudarán a los cultivos a mitigar los efectos del suministro inadecuado de agua y abrirán nuevas vías de investigación vegetal, dijo Leakey, presidente de la Cátedra Michael Aiken y profesor en los Departamentos de Biología Vegetal y Ciencias de Cultivos y el Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica (IGB) en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign.

Más información en: https://cabbi.bio/cabbi-team-designs-efficient-bioenergy-crops-that-need-less-water-to-grow/

Tomado de Acosemillas