Un equipo internacional está utilizando herramientas avanzadas para desarrollar cultivos que brinden a los agricultores más opciones para producir de manera sostenible más alimentos en menos tierra. Para hacer esto, miles de prototipos de plantas deben analizarse cuidadosamente para determinar qué ajustes genéticos funcionan mejor. Hoy, enun número especial de la revista Teledetección del medio ambiente los científicos han demostrado que una nueva tecnología puede escanear más rápidamente un campo completo de plantas para capturar mejoras en su capacidad natural para cosechar energía del sol.
"Este método nos permite medir las mejoras que hemos diseñado en la maquinaria de fotosíntesis de una planta en unos diez segundos, en comparación con el método tradicional que lleva 30 minutos", Katherine Meacham-Hensold, investigadora postdoctoral en la Universidad de Illinois, quiendirigió este trabajo para un proyecto de investigación llamado Realización del aumento de la eficiencia fotosintética RIPE. "Ese es un gran avance porque permite a nuestro equipo analizar una enorme cantidad de material genético para identificar de manera eficiente los rasgos que podrían mejorar en gran medida el rendimiento del cultivo".
RIPE, liderado por Illinois, está diseñando cultivos para que sean más productivos al mejorar la fotosíntesis, el proceso natural que utilizan todas las plantas para convertir la luz solar en energía y rendimiento. RIPE cuenta con el apoyo de la Fundación Bill y Melinda Gates, la Fundación de los Estados Unidos paraFood and Agriculture Research FFAR y el Departamento de Desarrollo Internacional del Gobierno del Reino Unido DFID.
El método tradicional para evaluar la fotosíntesis analiza el intercambio de gases a través de la hoja; proporciona una gran cantidad de información, pero lleva 30 minutos medir cada hoja. Un método más rápido o de "mayor rendimiento", llamado análisis espectral,analiza la luz que se refleja en las hojas para predecir la capacidad fotosintética en tan solo 10 segundos.
"La pregunta que nos propusimos responder es: ¿podemos aplicar técnicas espectrales para predecir la capacidad fotosintética cuando hemos alterado genéticamente la maquinaria fotosintética", dijo el líder de investigación de RIPE, Carl Bernacchi, científico del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, Servicio de Investigación Agrícola, quien está basado en el Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica de Illinois. "Antes de este estudio, no sabíamos si cambiar las vías fotosintéticas de la planta cambiaría la señal que se detecta mediante mediciones espectrales".
Aunque pueden probar que este método puede usarse para detectar cultivos que han sido diseñados para mejorar la fotosíntesis, los investigadores no han descubierto qué mide exactamente el análisis espectral ". El análisis espectral requiere modelos personalizados para traducir los datos espectrales en medidas de capacidad fotosintética quedebe recrearse cada año ", dijo Meacham." Nuestro próximo desafío es determinar qué estamos midiendo para poder construir modelos predictivos que puedan usarse año tras año para comparar resultados a lo largo del tiempo ".
"Si bien todavía hay obstáculos por delante, el análisis espectral es una técnica que cambia el juego que se puede utilizar para evaluar una variedad de mejoras fotosintéticas para destacar los cambios que tienen más probabilidades de aumentar de manera sustancial y sostenible el rendimiento de los cultivos", dijoChristine Raines, miembro del comité ejecutivo de RIPE, profesora de fisiología molecular de plantas en la Universidad de Essex, cuyos cultivos de ingeniería fueron analizados con la técnica. "Estas herramientas pueden ayudarnos a acelerar nuestros esfuerzos para desarrollar cultivos de alto rendimiento para los agricultores que trabajan para ayudar a alimentarel mundo."
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Materiales proporcionado por Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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