Descubren cómo controlar la fotosíntesis a través del magnesio

• Hasta el 35 % de aporte de este macronutriente va a los cloroplastos y tiene un rol principal en el proceso de la fotosíntesis
• Esperan que este hallazgo contribuya con los numerosos esfuerzos para combatir la creciente demanda de alimentos a nivel mundial

Un grupo de investigadores de la Universidad de Okayama, Japón, y de la Universidad de Fujian A & F, China, descubrieron cómo controlar el proceso de la fotosíntesis mediante el magnesio, hallazgo que esperan ayude con la cada vez más creciente demanda alimenticia mundial.

     Lo nuevo del descubrimiento es que mientras que las investigaciones actuales predominantemente se centran en tratar de modificar las reacciones químicas directas involucradas en la fotosíntesis, el equipo decidió analizar las variaciones nictemerales, es decir, las que ocurren durante ciclos periódicos de 24 horas, en la fotosíntesis.

     Que muchos procesos de fotosíntesis exhiban variaciones de 24 horas no debería sorprender, dado que esta depende de la luz solar. Además de las condiciones externas de luz y oscuridad: estos cambios diarios también pueden ser impulsados ​​por mecanismos genéticos internos.

¿Qué descubrieron estos científicos?

“Nuestro estudio se centró en el magnesio por un conjunto diverso de razones. Este es un macronutriente esencial para las plantas, pero alrededor del 15-35 % de la ingesta total de magnesio se asigna a los cloroplastos (estructuras donde se lleva a cabo la fotosíntesis y les dan el color verde característico a las hojas), donde funciona no solo como un elemento estructural de la clorofila, sino también como un activador de una serie de enzimas fotosintéticas”.

     Lo anterior significó que estudiar los cambios nictemerales en el magnesio puede revelar un aspecto funcional y un objetivo potencial para la manipulación de la fotosíntesis.

Estudio en plantas modificadas de arroz

A través de estudios genéticos en la planta de arroz, los investigadores redujeron el uso de un gen transportador de iones de magnesio que se encuentra en los cloroplastos, el cual ejerce cierto grado de control sobre las células especializadas en la fotosíntesis, llamadas mesofílicas.

     Los investigadores descubrieron que las plantas donde estaba ausente el gen mostraron una absorción significativamente reducida de magnesio y una amplitud reducida de las fluctuaciones de iones de magnesio libres en los cloroplastos.

     Esto dio como resultado una disminución en la actividad de una enzima fundamental de la fotosíntesis, que naturalmente conduce a una disminución en la tasa fotosintética.

     Luego, a través de técnicas de ingeniería genética, causaron la producción excesiva del gen transportador de iones de magnesio en plantas de arroz normales y descubrieron que la eficiencia y el crecimiento fotosintéticos mejoraron en estas plantas.

Es posible controlar el tráfico de magnesio

Estos experimentos demostraron que es posible controlar parcialmente las fluctuaciones de magnesio en los cloroplastos, y que esto pueden contribuir a las actividades enzimáticas dependientes del macronutriente para la fotosíntesis durante el ciclo diario.

     La modificación del aporte de magnesio en los cloroplastos podría ser un enfoque potencial para mejorar la eficiencia fotosintética en las plantas y eventualmente puede mejorar el rendimiento de los cultivos, argumentan los científicos.

     Los investigadores concluyen que es necesario realizar estudios para saber cómo exactamente se debería enfocar el magnesio, pues esto podría ser una respuesta potencial a la escasez mundial de alimentos.

Fuente: Phys.org