Los investigadores que trabajan en respuestas a nivel molecular en cultivos han dado un paso más cerca de su objetivo de producir trigo tolerante al calor.
Los termostatos inteligentes le dicen a los acondicionadores de aire que se enciendan cuando el sol se oculta en el verano y cuando se apagan para conservar energía. De manera similar, las plantas tienen activasa Rubisco, o Rca para abreviar, que le dice a la enzima productora de energía de la planta Rubisco para patear cuando el sol está brillando y le indica que se detenga cuando la hoja está privada de luz para conservar energía.
Hoy, un equipo de la Universidad de Lancaster informa en El diario de la planta ese intercambio de un solo bloque de construcción molecular de 380 que conforman un Rca en el trigo le permite activar Rubisco más rápido en temperaturas más altas, lo que sugiere una oportunidad para ayudar a proteger los cultivos del aumento de las temperaturas.
"Tomamos un Rca de trigo 2β que ya era bastante bueno para activar Rubisco en temperaturas más bajas y cambiamos solo uno de sus aminoácidos por uno encontrado en otro Rca de trigo 1β que funciona bastante bien en temperaturas más altas pero esbasura en la activación de Rubisco, y el resultado es una nueva forma de 2β Rca que es lo mejor de ambos mundos ", dijo Elizabete Carmo-Silva, profesora titular del Centro de Medio Ambiente de Lancaster que supervisó este trabajo para un proyecto de investigación llamado Realizing IncreasedEficiencia fotosintética RIPE.
RIPE 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 rendimientos. RIPE cuenta con el apoyo de la Fundación Bill & Melinda Gates, la Fundación de los Estados Unidos para la Investigación de Alimentos y Agricultura FFARy el Departamento de Desarrollo Internacional del Gobierno del Reino Unido DFID.
Aquí está el desglose: el trigo natural Rca 1β tiene un aminoácido isoleucina, funciona hasta 39 grados Celsius, pero no es bueno para activar Rubisco, mientras que el 2β natural tiene un aminoácido de metionina, funciona hasta aproximadamente 30 gradosCelcius, y es bueno para activar Rubisco. Aquí el equipo ha creado una nueva versión de 2β con un aminoácido isoleucina que funciona hasta 35 grados Celcius y es bastante bueno para activar Rubisco.
"Esencialmente, 1β es una enzima basura y 2β es sensible a temperaturas más altas", dijo Carmo-Silva. "Lo bueno aquí es que hemos demostrado cómo este intercambio de aminoácidos puede hacer que Rca sea activa a temperaturas más altas sin afectar realmentesu eficiencia para activar Rubisco, lo que podría ayudar a los cultivos a iniciar la fotosíntesis bajo estrés por temperatura para producir mayores rendimientos ".
Este trabajo se realizó in vitro en E. coli, con el apoyo de una beca de doctorado por el Lancaster Environment Center al primer autor Gustaf Degen. Es importante destacar que estos hallazgos respaldarán los esfuerzos de RIPE para caracterizar y mejorar el Rca de otros alimentos.cultivos como caupí y soja, cada uno con múltiples formas diferentes de Rca.
"Cuando se observan las regiones de cultivo de caupí en África, se extiende desde Sudáfrica con un promedio de alrededor de 22 grados centígrados hasta Nigeria en alrededor de 30, y las áreas más al norte llegan a 38", dijo Carmo-Silva.puede ayudar a Rubisco a activarse de manera más eficiente a través de estas temperaturas, eso es realmente poderoso y podría ayudarnos a cerrar la brecha entre el potencial de rendimiento y la realidad para los agricultores que dependen de estos cultivos para su sustento y sustento ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Lancaster . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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