Usando simulaciones de modelos de computadora, los científicos han pronosticado que los cultivos modernos de soja producen más hojas de las que necesitan en detrimento del rendimiento, un problema que empeora con el aumento del dióxido de carbono atmosférico. Probaron su predicción eliminando aproximadamente un tercio de las hojas emergentesen frijoles de soya y encontró un aumento del 8 por ciento en el rendimiento de las semillas en ensayos repetidos. Atribuyen este aumento en el rendimiento al aumento de la fotosíntesis, la disminución de la respiración y el desvío de recursos que se habrían invertido en más hojas que semillas.
"La reducción en las hojas permite que penetre más luz solar a través del dosel haciendo que toda la planta sea más productiva, y también reduce la demanda de agua de los cultivos", dijo el líder del proyecto, Praveen Kumar, profesor de Ingeniería Civil y Ambiental de Lovell en la Universidad deIllinois.
Actualmente, solo alcanzamos un aumento anual de 1 por ciento en los rendimientos debido a las mejoras en los cultivos, que se ha desacelerado en la última década. "Esta tasa es insuficiente para satisfacer las necesidades de seguridad alimentaria mundial, donde necesitamos producir 70-100 por cientomás alimentos para 2050 para alimentar a unos 9.700 millones de personas ", dijo el codirector del proyecto Steve Long, profesor de biología vegetal y ciencias de cultivos en el Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica de Illinois.
"Estamos tratando de identificar técnicas no convencionales que pueden darnos un impulso rápido en el rendimiento para que podamos acercarnos a esas demandas previstas", dijo el primer autor Venkatraman Srinivasan, investigador postdoctoral en Illinois. "La soja es una de laslos cuatro principales cultivos básicos y también la fuente de proteína vegetal más importante del mundo. Si podemos aumentar el rendimiento de la soja, podemos resolver los problemas de la demanda de proteínas y la producción de alimentos al mismo tiempo ".
Publicado en Global Change Biology, su artículo encontró que las plantas de soya producen demasiadas hojas, la mayoría de las cuales están sombreadas e ineficientes, desperdiciando recursos como el agua, el carbono y el nitrógeno ". El modelo muestra que al invertir menos en hojas, la plantapuede producir más semillas ", dijo Srinivasan.
El modelo predijo que una disminución del 30-40 por ciento en el área de la hoja aumentaría los rendimientos en un 8-10 por ciento en los ensayos de campo, disminuyeron el área de la hoja cortando manualmente los folletos nuevos en solo un 5 por ciento y aún aumentaron los rendimientos en un 8 por ciento.
"El experimento indica que nuestro modelo es conservador", dijo Srinivasan. "Presumimos que las plantas con menos hojas necesitan menos agua, lo que requiere menos raíces. Reducir las raíces podría producir ahorros adicionales de carbono en los que la planta puede invertir para impulsarrendimiento. Alternativamente, las plantas con menos hojas son más eficientes en el uso del agua y, por lo tanto, pueden ser potencialmente tolerantes a la sequía ".
A continuación, los investigadores realizarán bioingeniería de plantas o buscarán variedades que naturalmente tengan menos hojas para probar estos hallazgos preliminares a mayor escala. También continuarán explorando formas de optimizar otros aspectos del dosel de hojas de este cultivo, como la distribucióny ángulo de las hojas: para diseñar mejores plantas de soja que rindan más sin la necesidad de más agua y otros recursos.
Srinivasan dijo: "Queremos optimizar la estructura del dosel de la planta para que podamos obtener la mayor cantidad posible de fotosíntesis del cultivo para aumentar el suministro de alimentos".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y Ambientales de la Universidad de Illinois ACES . Original escrito por Claire Benjamin. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :