Demasiado sol no es bueno para personas o plantas

La gente evita las quemaduras solares mediante la aplicación de protector solar. ¿Pero cómo las plantas evitan quemarse?.

Los científicos tienen una comprensión cada vez más sofisticada de los mecanismos que garantizan una fotosíntesis eficiente bajo condiciones de luz controladas por el laboratorio. Pero se conoce menos sobre la regulación de la fotosíntesis cuando las plantas experimentan cambios rápidos y extremos en la luz solar, que pueden causar efectos nocivos sobre la eficiencia y la productividad fotosintéticas.

Rob Last, Profesor de la Universidad Estatal de Michigan Barnett Rosenberg, y el investigador postdoctoral Jun Liu, están trabajando para comprender mejor estos mecanismos. Los resultados de su investigación se publicaron este mes en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.
Los investigadores de MSU han descubierto el papel crítico desempeñado por MPH2, una proteína en el lumen de la membrana del thylakoid del cloroplasto requerida para la reparación del photosystem II, o PSII, cuando está dañada por el exceso de energía ligera. Ellos encontraron que la pérdida de MPH2 en la planta de flores Arabidopsis thaliana causas PSII reparación deficiencia bajo la luz cambiante.

“La fotosíntesis tiene un efecto de equilibrio La energía de la luz solar es esencial para la conversión de dióxido de carbono y agua en biomasa y energía química.Mucha energía del sol destruye la capacidad de PSII para funcionar y estos centros de reacción dañados deben ser reparados para permitirles para volver al negocio de la fotosíntesis “, dijo Last, quien es parte de los departamentos de biología vegetal y bioquímica y biología molecular en el Colegio de Ciencias Naturales.

Too much sun is no good—for people or plants
Robert Last, Michigan State University Barnett Rosenberg Professor. Credit: G.L. Kohuth

También han descubierto que los mutantes en esta proteína – y muchos otros mutantes de reparación PSII previamente descritos – sufren cuando crecen bajo condiciones de luz dinámicamente cambiantes.

“Esto es en contraste con los mutantes que son defectuosos en la prevención de daños, que no parecen sufrir en condiciones de luz dinámica”, dijo Last. “Esta diferencia entre los mecanismos de reparación y protección tiene una importancia potencial para el diseño de plantas de cultivo” resistentes “que sean productivas bajo condiciones estresantes y dinámicas”.

La cantidad de sol que brilla en las plantas fluctúa enormemente en escalas de tiempo de segundos a estaciones, Liu dijo.

“Me parece fascinante que este mecanismo molecular permita que los organismos fotosintéticos prosperen a pesar de estos enormes cambios”, dijo.

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La gente evita las quemaduras solares mediante la aplicación de protector solar. Crédito: MSU

Estos hallazgos pueden ofrecer una visión de la evolución de la fotosíntesis, añadió Liu.

“Entender el papel de MPH2 y otras proteínas de reparación PSII podría conducir a la cría y la ingeniería genética de los cultivos que pueden soportar climas duros y ambientes dinámicos para satisfacer de manera sostenible las crecientes demandas de alimentos, combustible y fibra en este momento de clima cambiante y rápido crecimiento demográfico ,” él dijo.

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