Una científica brasileña que integra un grupo de investigación de la Universidad de Illinois, en Estados Unidos, realizó un estudio sobre una nueva soja transgénica que efectúa una mayor fotosíntesis y que, por ende, generó una productividad adicional de hasta 33 % en experimentos de campo. La investigación fue publicada en la portada de la revista Science.

 

Amanda Pereira de Souza es la primera autora de las modificaciones genéticas introducidas en la soja que hicieron más eficiente su proceso de fotosíntesis y aumentaron la productividad de los cultivos transgénicos hasta en un 33 % sobre un cultivo no modificado genéticamente.

 

Los resultados de la investigación muestran que las ganancias de rendimiento en el cultivo no cambiaron sus características nutricionales, ya que la cantidad de proteína y aceite almacenada en los granos de soja modificados permaneció igual que en la planta común. En este caso, la fotosíntesis transforma la energía de la luz solar en energía química, la cual es esencial para el desarrollo de las plantas.

 

De acuerdo con la Revista Pesquisa de Brasil, estos mismos cambios ya habían sido probados en cultivos de tabaco por el equipo de Illinois en un trabajo de 2016, también publicado en Science, que mostró un aumento del 20 % en la productividad de esta planta.

 

“Aceleramos el proceso de apagar un mecanismo de protección contra el exceso de luz que reduce la fotosíntesis cuando la planta pasa por la transición de la exposición a la luz a la sombra. De esa manera, cada vez que hay fluctuación de luz en las hojas, un evento común en el campo, hay una ganancia de carbono por parte de la planta debido a la mayor eficiencia en la fotosíntesis”, señaló De Souza.

 

El trabajo realizado revela que los científicos introdujeron tres copias extras de genes de Arabidopsis thaliana, una planta de la familia de la mostaza utilizada como modelo para la biología, en la soja. Aclara, además, que estos genes ya existen en la soja normal.

 

Mediante la incorporación de otros genes el objetivo es fortalecer el genoma del cultivo con una copia extra y aumentar la producción de las proteínas asociadas a estos genes. Estas proteínas regulan un mecanismo de protección de las hojas de soja (y de muchas otras plantas) cuando se exponen a un exceso de luz, denominado extinción no fotoquímica.

 

Se explica que con mayor luminosidad las plantas hacen la mayor parte de la fotosíntesis, entonces para evitar daños las hojas que reciben demasiada luz disipan el exceso de energía solar absorbida debido a la activación de apagadores no fotoquímicos. Cuando estas mismas hojas entran en una zona de sombra, por el paso de una nube o porque han sido tapadas por alguna parte de la planta, no apagan inmediatamente este sistema de defensa contra el exceso de sol.

 

Durante este proceso se mantiene este mecanismo activado innecesariamente durante algún tiempo y tardan unos minutos en dirigir la energía entrante a la fotosíntesis, un retraso que disminuye la eficiencia del proceso. La protección proporcionada por el enfriamiento no fotoquímico se enciende y apaga varias veces al día dependiendo de las condiciones de luz.

 

La introducción de las copias extras de los tres genes hace que las hojas de soja inicien la fotosíntesis en menos tiempo que el estándar cuando pasan de un ambiente con exceso de luz a uno de sombra. “Esta modificación genética funcionó tanto para el tabaco como para la soja, que son cultivos muy diferentes”, comentó el botánico Stephen Long, de la Universidad de Illinois, jefe del grupo que realiza los estudios, en una entrevista por correo electrónico con Pesquisa.

 

“Creemos que debería funcionar en cultivos cuyos ancestros se originaron en hábitats abiertos, donde las zonas de sombra eran raras”, subrayó el experto. En la actualidad, la soja, cuarto cultivo más común en el mundo, es el primer cultivo agrícola a gran escala en el que se prueba la alteración genética propuesta por el grupo de Illinois.

 

De Souza, por su parte, está realizando experimentos similares con la mandioca o yuca. Entre 2005 y 2015, la botánica fue becaria de la FAPESP, primera en la maestría, realizada en el Instituto de Biología de la Universidad Estadual de Campinas (IB-Unicamp), y, luego, en el doctorado y posdoctorado, realizado en el Instituto de Biociencias de la Universidad Estadual de Campinas (IB-Unicamp) de São Paulo (IB-USP).

 

En cuanto al estudio, los modelos matemáticos indican que la soja transgénica podría eliminar aproximadamente un 10 % más de carbono de la atmósfera debido a la optimización de la fotosíntesis. El grupo de Illinois, sin embargo, todavía tiene que realizar experimentos de campo para tratar de medir si este beneficio realmente ocurre en el campo.

 

“Las modificaciones genéticas que mejoran el proceso de fotosíntesis pueden ser útiles no solo para aumentar la productividad agrícola, sino también para estimular a las plantas a eliminar más carbono de la atmósfera y mitigar el cambio climático”, comenta el botánico Marcos Buckeridge, del IB-USP, en cuyo grupo de investigación De Souza desarrolló trabajo antes de irse a Estados Unidos.

 

Desde la investigación se destaca que la introducción de cultivos transgénicos requiere siempre un cuidado especial y la realización de estudios sobre posibles impactos no deseados sobre el medio ambiente o la salud. Aun así, es cada vez más frecuente el desarrollo de cultivos transgénicos con mayor productividad.

 

En julio, en otro estudio publicado en Science, un equipo de la Academia China de Ciencias Agrícolas informó sobre el desarrollo de una variedad de arroz transgénico que logró rendimientos de campo hasta un 40 % más altos que su versión convencional. Los chinos introdujeron una alteración genética diferente al grupo de Illinois que altera no solo la fotosíntesis del cultivo, sino también su proceso de absorción de fertilizantes (nitrógeno) del suelo y su floración.

 

[Fuente: https://revistapesquisa.fapesp.br/nova-soja-transgenica-faz-fotossintese-extra-e-rende-33-a-mais-no-campo/]