En colaboración con investigadores de la Universidad Agrícola de Nanjing, el Dr. Tony Miller del Centro John Innes ha desarrollado cultivos de arroz con una capacidad mejorada para manejar sus propios niveles de pH, lo que les permite absorber significativamente más nitrógeno, hierro y fósforo del suelo y aumentarrendimiento de hasta 54 por ciento.
El arroz es un cultivo importante, alimenta a casi el 50 por ciento de la población mundial y ha conservado la capacidad de sobrevivir en condiciones ambientales cambiantes. El cultivo puede prosperar en arrozales inundados, donde las condiciones anaerobias y empapadas favorecen la disponibilidad deamonio, así como en suelos mucho más secos y drenados, donde el aumento de oxígeno significa que hay más nitrato disponible. El fertilizante nitrogenado es un costo importante en el cultivo de muchos cultivos de cereales y su uso excesivo tiene un impacto ambiental negativo.
El nitrógeno que todas las plantas necesitan para crecer normalmente está disponible en forma de nitrato o iones de amonio en el suelo, que son absorbidos por las raíces de la planta. Para la planta, es muy importante obtener el equilibrio adecuado de nitrato y amonio:demasiado amonio y células vegetales se vuelven alcalinas; demasiado nitrato y se vuelven ácidos. De cualquier manera, alterar el equilibrio del pH significa que las enzimas de la planta no funcionan tan bien, lo que afecta la salud de la planta y el rendimiento de los cultivos.
Junto con los socios en Nanjing, China, el equipo del Dr. Miller ha estado trabajando en cómo las plantas de arroz pueden mantener el pH en estos entornos cambiantes.
Rice contiene un gen llamado OsNRT2.3, que crea una proteína involucrada en el transporte de nitrato. Este gen produce dos versiones ligeramente diferentes de la proteína: OsNRT2.3a y OsNRT2.3b. Después de las pruebas para determinar el papel de ambas versiones dela proteína, el equipo del Dr. Miller descubrió que OsNRT2.3b puede activar o desactivar el transporte de nitrato, dependiendo del pH interno de la célula de la planta.
Cuando esta proteína 'b' se sobreexpresó en las plantas de arroz, pudieron protegerse mejor contra los cambios de pH en su entorno. Esto les permitió absorber mucho más nitrógeno, así como más hierro y fósforo. Estas plantas de arroz dieron unrendimiento mucho mayor de grano de arroz hasta 54 por ciento más de rendimiento, y su eficiencia de uso de nitrógeno aumentó hasta en un 40 por ciento.
El Dr. Miller dijo: "Ahora que sabemos que esta proteína particular que se encuentra en las plantas de arroz puede aumentar en gran medida la eficiencia y el rendimiento del nitrógeno, podemos comenzar a producir nuevas variedades de arroz y otros cultivos. Estos hallazgos nos acercan un paso significativo para poderpara producir más alimentos del mundo con un menor impacto ambiental ".
Esta nueva tecnología ha sido patentada por PBL, la compañía de gestión de innovación del Centro John Innes, y ya ha sido autorizada por 3 compañías diferentes para desarrollar nuevas variedades de 6 especies de cultivos diferentes.
Este estudio, que se publicará en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias , fue financiado por el Consejo de Investigación de Biotecnología y Ciencias Biológicas BBSRC y subvenciones del gobierno chino.
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Materiales proporcionado por Centro John Innes . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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