La "diabetes vegetal" frena el desarrollo de semillas de arroz modificado genéticamente
Aumentar la capacidad de un cultivo para realizar la fotosíntesis mejora el rendimiento y la biomasa, pero también conlleva un problema de desarrollo negativo, dicen los científicos.
Un equipo de investigadores que busca métodos para mejorar el rendimiento y la masa de los cultivos de arroz descubrió que mejorar la fotosíntesis provoca una acumulación de azúcar que dificulta el desarrollo de las semillas.
Mejorar y asegurar el suministro de alimentos
Así es, la producción mundial de arroz superó la cifra de 522,65 millones de toneladas métricas en 2023/24, según el Servicio Agrícola Exterior del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA). Statista informa de que se consumieron hasta 522,100 millones durante el mismo período del mismo año. El preciado grano se cultivaba en prácticas agrícolas domésticas hace ya 13.500 años en la cuenca del río Yangtze de China, y prospera en climas tropicales, favoreciendo tanto las condiciones húmedas como las secas. Tradicionalmente, el arroz se planta en campos de arroz sumergidos en agua. El agua sirve tanto como fuente de hidratación como medio de protección contra las enfermedades.
A medida que aumenta la población mundial, los científicos están ideando formas de reforzar los suministros de alimentos críticos, empleando la modificación genética para economizar en rasgos fenotípicos y metabólicos específicos favorecidos (como la resistencia a las plagas, el aumento de la capacidad fotosintética, el aumento del valor nutricional, el aumento del tamaño del grano y el aumento del rendimiento de las semillas).
‘Diabetes vegetal’
Un equipo de investigación, dirigido por el profesor Xinxiang Peng de la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad Agrícola del Sur de China, ha realizado una amplia investigación sobre la mejora de la fotosíntesis en cultivos como el arroz para obtener los rasgos beneficiosos antes mencionados. La fotosíntesis es un proceso bioquímico esencial que las plantas han desarrollado para absorber la luz del Sol y el dióxido de carbono para producir oxígeno y glucosa (un tipo de azúcar utilizado en procesos biológicos clave, como el almacenamiento de energía, el crecimiento de las plantas y la señalización celular).
El estudio investigó dos formas que mejoraron eficazmente la biomasa del arroz y la producción de grano, pero también descubrió un problema grave: una disminución en la tasa de formación de semillas (SSR), un determinante crítico en la productividad del arroz.
Para estudiar este problema, el profesor Peng y sus colegas investigaron más y descubrieron una afección que denominan "diabetes vegetal". Esto sucede cuando la fotosíntesis excesiva provoca una acumulación excesiva de azúcar, que daña las células de la planta y perjudica la transferencia de nutrientes.
El estudio descubrió que la baja SSR en el arroz se debía principalmente a una menor fertilidad del polen, que incluía una variación de la forma del polen y reservas insuficientes de carbohidratos. El exceso de azúcares se acumula en los tallos, lo que impide el flujo de nutrientes e impacta en la producción de polen. Aunque el arroz creció rápidamente y generó una mayor biomasa, el desequilibrio de azúcar obstaculizó el desarrollo de las semillas. El estudio ofrece recomendaciones para aumentar las cosechas de arroz armonizando la fotosíntesis y la distribución del azúcar, ayudando a los cultivadores a aumentar la productividad en el futuro.
Fuentes y referencias de la noticia
- Increased sugar content impairs pollen fertility and reduces seed-setting in high-photosynthetic-efficiency rice. The Crop Journal. October 2024. Li, B.; Huang, A.; Wu, S.; Xu, Z., et al.
- USDA. Production - Rice.
- Total global rice consumption 2008/09-2023/24. Published by M. Shahbandeh , Jan 31, 2024. Statista.