Por medio del “Proyecto Internacional Arroz C4”, la Universidad de Oxford, en Inglaterra, está desarrollando una variedad del cereal más eficiente en el uso del agua, que permita mejorar el rendimiento del cultivo, informa Fundación Antama.

 

El arroz se caracteriza por utilizar la vía fotosintética C3 (la menos eficiente) y desde el Centro de Excelencia ARC para Fotosíntesis Traslacional (CoETP) predicen que la introducción de los rasgos de fotosíntesis C4 (más eficientes en el arroz) puede aumentar potencialmente la eficiencia fotosintética en un 50 %, mejorar la utilización del nitrógeno y duplicar el uso del agua.

 

La obtención de un buen rendimiento de la cosecha es importante para mantener activa la economía de cualquier país, por tal motivo se señala que la fotorrespiración cumple un papel fundamental. Este proceso ocurre cuando la enzima rubisco (encargada de fijar el CO₂ en el ciclo de Calvin) atrapa oxígeno en su lugar. Esta acción desperdicia energía que podía ser utilizada para la fotosíntesis, por eso se dice que el rendimiento disminuye.

 

En la actualidad, existe un 85 % de las especies (llamadas C3) que no tienen adaptaciones fotosintéticas para reducir la fotorrespiración, entre ellas el arroz. En otros términos, la enzima rubisco fija el CO₂ en el primer paso de ciclo de Calvin en forma de 3-PGA (3-fosfoglicerato).

 

Por otra parte, las plantas C4 tienen reacciones dependientes de la luz que se producen en las células del mesófilo (centro de la hoja) y el ciclo de Calvin ocurre en células especiales alrededor de las venas de la hoja (células del haz vascular).

 

El CO₂ se fija en las células del mesófilo por la enzima PEP carboxilasa que no tiende a unirse al oxígeno dando una molécula de cuatro carbonos (oxalacetato). Una vez que los cuatro carbonos ingresan en las células del haz vascular, la enzima rubisco atrapa uno para integrarlo en el ciclo de Calvin.

 

En resumen, la única adaptación es la utilización de una enzima extra para atrapar el CO₂ sin que atrape oxígeno en su lugar.

 

El objetivo del Proyecto Internacional Arroz C4
La finalidad de la Universidad de Oxford a través del Proyecto Internacional Arroz C4 es introducir cinco genes del maíz que codifican cinco enzimas en la vía fotosintética C4 en una sola construcción genética e instalarlas en plantas de arroz. Se prevé que la instalación de una vía fotosintética C4 en el arroz aumentará los rendimientos del arroz hasta en un 50 %.

 

Por el momento, el proyecto se enfrenta a diversos contratiempos, pues recurrir a la ruta C4 complica el transporte de sustancias y obliga a que las hojas usen una morfología muy concreta. Por eso hay apenas árboles, y no existen bosques, de especies C4.

 

La introducción de la bioquímica completa de C4 en una planta de C3 requerirá cambios significativos en los proteomas del cloroplasto de la hoja.

 

Beneficios. El desarrollo del estudio permitiría contar con una opción muy interesante para fijar más carbono. Entre los posibles logros del programa se destaca una obtención de cultivos más eficientes y reducir el impacto económico y ambiental.

 

Después de finalizar la próxima fase de investigación en 2024, la Universidad de Oxford espera tener parcelas de campo experimentales en funcionamiento en Taiwán. La escala y el alcance del proyecto significan un evento transgeneracional.

 

[Fuente: Fundación Antama]