Un equipo internacional está utilizando herramientas avanzadas para desarrollar cultivos que brinden a los agricultores más opciones para producir de manera sostenible más alimentos en menos tierra. Para hacer esto, Se deben analizar cuidadosamente miles de prototipos de plantas para determinar qué ajustes genéticos funcionan mejor. Hoy dia, en un número especial de la revista Percepción remota del medio ambiente , Los científicos han demostrado que una nueva tecnología puede escanear más rápidamente un campo completo de plantas para capturar mejoras en su capacidad natural para recolectar energía del sol.

"Este método nos permite medir las mejoras que hemos diseñado en la maquinaria de fotosíntesis de una planta en unos diez segundos, en comparación con el método tradicional que tarda 30 minutos, "Katherine Meacham-Hensold, investigador postdoctoral en la Universidad de Illinois, quien dirigió este trabajo para un proyecto de investigación llamado Realizing Increased Photosynthetic Efficiency (RIPE). "Ese es un avance importante porque permite a nuestro equipo analizar una enorme cantidad de material genético para identificar de manera eficiente los rasgos que podrían mejorar en gran medida el rendimiento de los cultivos".

MADURO, que está dirigido por Illinois, es diseñar cultivos para que sean más productivos mediante la mejora de la fotosíntesis, el proceso natural que utilizan todas las plantas para convertir la luz solar en energía y rendimiento. RIPE cuenta con el apoyo de la Fundación Bill y Melinda Gates, la Fundación de los Estados Unidos para la Investigación de la Agricultura y la Alimentación (FFAR), y el Departamento de Desarrollo Internacional del Gobierno del Reino Unido (DFID).

El método tradicional para evaluar la fotosíntesis analiza el intercambio de gases a través de la hoja; proporciona una gran cantidad de información, pero se necesitan 30 minutos para medir cada hoja. Un más rápido, o método de "mayor rendimiento", llamado análisis espectral, analiza la luz que se refleja en las hojas para predecir la capacidad fotosintética en tan solo 10 segundos.

“La pregunta que nos propusimos responder es:¿podemos aplicar técnicas espectrales para predecir la capacidad fotosintética cuando hemos alterado genéticamente la maquinaria fotosintética? "dijo el líder de investigación de RIPE, Carl Bernacchi, un científico del Departamento de Agricultura de EE. UU., Servicio de Investigación Agrícola, que trabaja en el Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica de Illinois. "Antes de este estudio, no sabíamos si cambiar las vías fotosintéticas de la planta cambiaría la señal que es detectada por las mediciones espectrales ".

Aunque pueden probar que este método se puede utilizar para seleccionar cultivos que han sido diseñados para mejorar la fotosíntesis, los investigadores no han descubierto qué mide exactamente el análisis espectral. "El análisis espectral requiere modelos personalizados para traducir los datos espectrales en mediciones de la capacidad fotosintética que deben recrearse cada año, ", Dijo Meacham." Nuestro próximo desafío es averiguar qué estamos midiendo para que podamos construir modelos predictivos que se puedan utilizar año tras año para comparar resultados a lo largo del tiempo ".

"Si bien aún quedan obstáculos por delante, El análisis espectral es una técnica revolucionaria que se puede utilizar para evaluar una variedad de mejoras fotosintéticas a fin de identificar los cambios que tienen más probabilidades de afectar sustancialmente, y de forma sostenible, aumentar el rendimiento de los cultivos, "dijo Christine Raines, miembro del comité ejecutivo de RIPE, profesor de fisiología molecular vegetal en la Universidad de Essex, cuyos cultivos de ingeniería fueron analizados con la técnica. "Estas herramientas pueden ayudarnos a acelerar nuestros esfuerzos para desarrollar cultivos de alto rendimiento para los agricultores que trabajan para ayudar a alimentar al mundo".