Crédito:Universidad Estatal de Michigan
Las personas evitan las quemaduras solares aplicando protector solar. Pero, ¿cómo evitan las plantas quemarse?
Los científicos tienen una comprensión cada vez más sofisticada de los mecanismos que garantizan una fotosíntesis eficiente en condiciones de luz controladas por laboratorio. Pero se sabe menos sobre la regulación de la fotosíntesis cuando las plantas experimentan cambios rápidos y extremos en la luz solar. que potencialmente pueden causar efectos nocivos sobre la eficiencia y la productividad fotosintéticas.
Rob Last, Profesor Barnett Rosenberg de la Universidad Estatal de Michigan, e investigador postdoctoral Jun Liu, están trabajando para comprender mejor estos mecanismos. Los resultados de su investigación fueron publicados este mes en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .
Los investigadores de MSU han descubierto el papel fundamental que desempeña MPH2, una proteína en el lumen de la membrana tilacoide del cloroplasto necesaria para la reparación del fotosistema II, o PSII, cuando se daña por un exceso de energía luminosa. Descubrieron que la pérdida de MPH2 en la planta con flores Arabidopsis thaliana causa una deficiencia de reparación de PSII bajo luz cambiante.
"La fotosíntesis tiene un acto de equilibrio. La energía de la luz solar es esencial para la conversión de dióxido de carbono y agua en biomasa y energía química. Demasiada energía del sol destruye la capacidad de funcionamiento del PSII, y estos centros de reacción dañados deben repararse para permitirles volver al negocio de la fotosíntesis, "dijo Last, que forma parte de los departamentos de biología vegetal y bioquímica y biología molecular de la Facultad de Ciencias Naturales.
Robert Last, Profesor Barnett Rosenberg de la Universidad Estatal de Michigan. Crédito:G.L. Kohuth
También han descubierto que los mutantes en esta proteína, y muchos otros mutantes reparadores de PSII descritos anteriormente, sufren cuando se cultivan bajo condiciones de luz dinámicamente cambiantes.
"Esto contrasta con los mutantes que son defectuosos en la prevención de daños, que no parecen sufrir en condiciones de luz dinámica, "Dicho por último. Esta diferencia entre los mecanismos de reparación y protección tiene una importancia potencial para diseñar plantas de cultivo 'resilientes' que sean productivas en condiciones dinámicas y estresantes".
La cantidad de sol que brilla sobre las plantas fluctúa enormemente en escalas de tiempo de segundos a estaciones, Dijo Liu.
"Me parece fascinante que este mecanismo molecular permita que los organismos fotosintéticos prosperen a pesar de estos enormes cambios, " él dijo.
Las personas evitan las quemaduras solares aplicando protector solar. Crédito:MSU
Estos hallazgos pueden ofrecer información sobre la evolución de la fotosíntesis, Añadió Liu.
"Comprender el papel de MPH2 y otras proteínas reparadoras de PSII podría conducir al mejoramiento y la ingeniería genética de cultivos que pueden soportar climas duros y entornos dinámicos para satisfacer de manera sostenible la creciente demanda de alimentos, combustible y fibra en esta época de cambio climático y rápido crecimiento de la población, " él dijo.
