Mediante una secuenciación del genoma, un grupo de científicos está investigando cómo las plantas de piña podrían ser plantadas en ambientes con limitaciones de agua.

Científicos / Foto: Shutterstock.com

La investigación -publicada en la revista Nature Genetics- también permitiría conocer la historia tras la complicada evolución de alimentos como el sorgo y el arroz, que comparten un ancestro distante con la piña.

En la actualidad, más de 85 países producen unas 25 millones de toneladas métricas de piña al año, con un valor bruto de la producción de USD 9 billones, informó el Illinois News Bureau.

Según lo reportado, como muchas plantas, los antepasados de la piña y gramíneas, experimentaron múltiples duplicaciones de sus genomas.

"Nuestro análisis indica que el genoma de la piña tiene una duplicación menos de todo el genoma que las gramíneas que comparten un antepasado con la piña, haciendo a ésta última el mejor grupo de comparación para el estudio de los genomas de los cultivos de cereales”, explicó el profesor de biología de las plantas de la Universidad de Illinois, Ray Ming.

El trabajo descubrió evidencia de dos duplicaciones de todo el genoma en la historia de la piña, y validó resultados anteriores de tres de estas duplicaciones en las gramíneas.

Una mirada más cercana al genoma de la piña reveló que algunos genes que contribuyen a la fotosíntesis CAM (metabolismo ácido de las crasuláceas) en esta planta, son regulados por los genes del reloj circadiano, que permite a las plantas diferenciar el día y la noche, y ajustar su metabolismo. Hay que indicar que otras plantas utilizan otro tipo de fotosíntesis, denominada C3.

"Las plantas CAM utilizan sólo el 20% del agua utilizada por las típicas plantas de cultivo C3, y las plantas CAM pueden crecer en tierras áridas y marginales, que son inadecuadas para la mayoría de las plantas de cultivo", indicó Ming.

"Esta es la primera vez que los científicos han encontrado una relación entre elementos reguladores de los genes con fotosíntesis CAM y la regulación del reloj circadiano", puntualizó.

El científico explicó que la fotosíntesis CAM permite que la planta cierre los poros de sus hojas durante el día y los abra por la noche, ayudando a la piña a resistir mejor al calor en climas áridos ya que la planta pierde muy poca humedad en el día.

"La fotosíntesis CAM permite a la planta absorber y fijar el dióxido de carbono en moléculas durante la noche, concentrarlo en sus hojas y liberarlo al día siguiente para la fotosíntesis", detalló.

La fotosíntesis CAM y C4, que es común entre las hierbas, utilizan muchas de las mismas enzimas para concentrar el dióxido de carbono en las hojas de la planta, según informan los investigadores. Otras plantas, como la soya, utilizan la fotosíntesis C3 que es menos eficiente.

El equipo descubrió que la fotosíntesis CAM evolucionó mediante la reconfiguración de las vías moleculares que intervienen en la fotosíntesis C3. De esta forma, la comprensión de la evolución de estos diferentes tipos de fotosíntesis ayudará a los científicos en sus esfuerzos por desarrollar variedades más productivas y variedades de cultivos esenciales resistentes a la sequía, añadió Ming.

Por ejemplo, el Departamento de Energía de EE.UU. ha financiado un proyecto para explorar los mecanismos genéticos que permiten la fotosíntesis CAM y la tolerancia a la sequía en plantas adaptadas al desierto, con el objetivo de introducir esos rasgos a cultivos de biocombustibles potenciales.

Adaptar los cultivos de alimentos para que sean más tolerantes a la sequía también ayudará a los seres humanos a adaptarse al cambio climático, dijo Ming.

"Una mayor eficiencia del uso del agua es un rasgo muy deseable, dada la necesidad de duplicar la producción de alimentos para el año 2050 en el contexto de un clima cambiante", expresó.

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