Madrid. Las plantas son fábricas que producen rendimiento a partir de luz y dióxido de carbono, pero partes de este complejo proceso, llamado fotosíntesis, se ven obstaculizadas por la falta de materias primas y maquinaria.

Para optimizar la producción, científicos de la Universidad de Essex, en Reino Unido, resolvieron dos importantes cuellos de botella fotosintéticos para aumentar la productividad de las plantas 27 por ciento, según un nuevo estudio publicado en Nature Plants.

Es el tercer avance del proyecto Lograr Mayor Eficiencia Fotosintética (RIPE, por sus siglas en inglés) que, además, ha demostrado que este truco conserva el agua.

Como en una línea de fábrica, las plantas son tan rápidas y sus máquinas más lentas. Hemos identificado algunos pasos que son más lentos y lo que hacemos es permitir que esas plantas construyan más máquinas para acelerarlos, explicó Patricia López-Calcagno, investigadora posdoctoral en Essex, quien dirigió este trabajo.

El proyecto RIPE es una labor internacional dirigida por la Universidad de Illinois, en Estados Unidos, para desarrollar cultivos más productivos mediante la mejora de la fotosíntesis, proceso natural impulsado por la luz solar que todas las plantas utilizan para fijar dióxido de carbono en azúcares que impulsan el crecimiento, el desarrollo y, en última instancia, el rendimiento.

Cuenta con el apoyo de las fundaciones Bill y Melinda Gates y de Estados Unidos para la Investigación Agrícola y Alimentaria, así como del Departamento de Desarrollo Internacional del Gobierno del Reino Unido.

Fabricación de azúcares

La productividad de una fábrica disminuye cuando los suministros, los canales de transporte y la maquinaria fiable son limitados. A fin de descubrir qué limita la fotosíntesis, los investigadores modelaron cada uno de los 170 pasos del proceso para identificar cómo las plantas podrían fabricar azúcares de manera más eficiente.

En este estudio, el equipo aumentó el crecimiento de los cultivos en 27 por ciento al resolver dos limitaciones: una en la primera parte de la fotosíntesis, en la que las plantas transforman la energía de la luz en energía química y otra en la segunda parte, en la que el dióxido de carbono se fija en azúcares.

En nuestras pruebas de campo, descubrimos que estas plantas usan menos agua para producir más biomasa. El mecanismo de esta mejora adicional aún no está claro, pero seguimos explorando esto para ayudarnos a comprender por qué y cómo funciona, explicó la investigadora principal Christine Raines, profesora de la Escuela de Ciencias de la Vida en Essex.

Este estudio brinda la emocionante oportunidad de combinar potencialmente tres métodos confirmados e independientes para lograr el aumento de 20 por ciento en la productividad de los cultivos, destacó Stephen Long, director de RIPE y catedrático en el Instituto Carl R. Woese de Genómica y Biología en Illinois.

Nuestro modelo sugiere que unir este avance con dos descubrimientos anteriores del proyecto RIPE podría resultar en ganancias de rendimiento aditivo por un total de 50 a 60 por ciento en cultivos alimentarios, agregó.

El primer hallazgo de RIPE, publicado en Science, ayudó a las plantas a adaptarse a las cambiantes condiciones de luz para aumentar los rendimientos hasta en 20 por ciento. El segundo avance del proyecto, también aparecido en esa revista, creó un atajo sobre cómo las plantas lidian con una falla en la fotosíntesis para aumentar la productividad entre 20 y 40 por ciento.