Soja transgénica hace mejor fotosíntesis y es hasta 33% más productiva

La fotosíntesis es el proceso que usan las plantas para transformar luz solar en energía. Sin embargo, es un proceso poco eficiente. Ahora, de acuerdo con una investigación publicada en la Revista Science, el RIPE desarrolló una soja transgénica con fotosíntesis mejorada que rinde hasta un 33% más.

Esto es lo que se conoció en el estudio ‘Soybean photosynthesis and crop yield are improved by accelerating recovery from photoprotection’, realizado por el proyecto de investigación internacional Realizing Increased Photosynthetic Efficiency (Logrando una eficiencia fotosintética incrementada), o RIPE.

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El importante avance se logró utilizando transgénesis para sobreexponer tres genes del constructo VPZ (una zona del genoma de la soja). Estos tres genes codifican las proteínas del ciclo de la xantofila, un pigmento que ayuda a la protección contra la luz en las plantas.

Cuando se encuentran en plena luz solar, el ciclo de la xantofila se activa para proteger a las hojas del daño que puede causar el exceso de energía solar. Sin embargo, cuando las hojas están en penumbra, esta protección debe desactivarse para permitirle a las hojas continuar con la fotosíntesis con reservas de luz solar.

El problema es que desactivar o encender esta protección le toma a la planta varios minutos, que podrían aprovecharse para hacer fotosíntesis. Entonces, con la sobre expresión de los tres genes del constructo VPZ, los investigadores notaron que el ciclo de protección contra la luz se aceleraba y, por lo tanto, la planta hacía fotosíntesis de forma más eficiente. 

Debido a esta mejora, los rendimientos de las plantas de soja transgénica aumentaron en alrededor del 20% en promedio. Pero, para Stephen Long, director del RIPE, el incremento podría ser mucho mayor. "Creemos que podríamos tener una mejora hasta del 50%. Si esto se puede lograr, sería del nivel de la Revolución Verde". 

“A pesar de su mayor rendimiento, el contenido proteínico de la semilla no cambió. Esto sugiere que algo de la energía extra ganada gracias a la fotosíntesis mejorada, probablemente se desvió a las bacterias que ayudan con la fijación del nitrógeno en los nódulos de la planta”, enfatizó Long.

¿Por qué potenciar la fotosíntesis de la soja transgénica?

El objetivo del RIPE es aumentar la producción de alimentos mejorando la eficiencia fotosintética en diversos tipos de plantas claves para la alimentación humana. Esto porque, de acuerdo con estimaciones de la UNICEF, para 2030, 600 millones de personas tendrán escasez de comida. 

“El número de personas afectadas por la insuficiencia alimentaria sigue aumentando y las proyecciones muestran que es necesario un cambio al nivel de suministro de alimentos para cambiar esa trayectoria. Nuestra investigación muestra una manera efectiva para contribuir con la seguridad alimentaria para personas que más lo necesitan, al tiempo que evita usar más tierra para producir”, explicó Armanda De Souza, científico del RIPE y autor de la investigación.

Por eso, desde hace más de una década han investigado cómo conseguir esta mejora fotosintética. Pero antes de mejorar genéticamente la soja, primero probaron su idea en plantas de tabaco, pues son más fáciles de criar y de evaluar.

“Habiendo mostrado incrementos muy sustanciales en el rendimiento tanto del tabaco como de la soja, dos cultivos muy distintos, se sugiere que esta mejora tiene aplicabilidad universal”, enfatizó Long. “Es crítico determinar la repetibilidad de estos resultados en varios ambientes y mejoras subsecuentes para asegurar la estabilidad ambiental de la mejora”.

Aún faltan ensayos en campo con esta soja transgénica y, se espera, que los resultados se conozcan en 2023. Por eso, para De Souza, este apenas “es el comienzo de la confirmación de que las ideas arraigadas por el proyecto RIPE son maneras exitosas de mejorar el rendimeinto en los cultivos alimenticios importantes”.

Más información: Bioengineering: Better photosynthesis increases yields in food crops

Conoce acá el estudio: Soybean photosynthesis and crop yield are improved by accelerating recovery from photoprotection.