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Uma equipe da Universidade de Illinois modelou a melhoria da fotossíntese por meio da modificação de enzimas e o crescimento simulado da soja com condições climáticas realistas, determinando até que ponto as melhorias na fotossíntese poderiam resultar em maiores rendimentos.
“Existe uma relação complexa entre a melhoria da fotossíntese e o rendimento real, ter uma fotossíntese mais alta não significa necessariamente que você tenha um rendimento maior. O retorno do rendimento é altamente impactado pelas condições climáticas sazonais”, disse Yufeng He, pesquisador de pós-doutorado em Illinois, que liderou este trabalho. para um projeto de pesquisa chamado Realizando o Aumento da Eficiência Fotossintética (RIPE). “Este estudo criou uma ponte que liga a parte que falta entre as melhorias da fotossíntese e maiores rendimentos em escala de campo.”
A RIPE, que é liderada por Illinois, está projetando colheitas para serem mais produtivas melhorando a fotossíntese, o processo natural que todas as plantas usam para converter luz solar em energia e produção. Esta pesquisa RIPE foi apoiada pela Fundação Bill & Melinda Gates, Fundação para Pesquisa em Alimentos e Agricultura e Escritório de Relações Exteriores, Commonwealth e Desenvolvimento do Reino Unido.
Ele e seus colegas do Matthews Research Group usaram a estrutura de modelagem BioCro para simular soja em campos de Illinois sob CO2 normal e elevado.2 condições, dando especial atenção a dois parâmetros importantes que afetam o processo fotossintético da copa das plantas; Jmax e Vcmax. Eles queriam determinar o efeito de aumentar esses processos fotossintéticos no nível do dossel, em vez de apenas no nível da folha, e determinar se os efeitos poderiam levar a maiores rendimentos sob uma variedade de condições climáticas.
A equipe descobriu que os retornos gerais na fotossíntese das plantas e na biomassa das vagens (rendimentos) foram afetados quando as plantas foram simuladas em um alto CO2 ambiente. Eles também descobriram que as correlações entre o aumento da fotossíntese e o aumento do rendimento dependiam das condições climáticas em diferentes estágios de crescimento da soja. Suas descobertas foram publicadas recentemente em Pesquisa de Culturas de Campo.
“Existem evidências mostrando que a fotossíntese pode ser melhorada pela modificação de certas enzimas, mas a maioria desses estudos foi feita apenas observando os impactos nas escalas das folhas ou os impactos de um número limitado de testes de campo e condições climáticas sazonais”, disse Megan. Matthews, professor assistente no Departamento de Engenharia Civil e Ambiental em Illinois e pesquisador principal da pesquisa. “Estudamos os impactos das condições climáticas sazonais no nível de campo nas melhorias da fotossíntese. Usando informações climáticas realistas para executar nossos modelos e mostrar como essas melhorias variam com diferentes climas.”
Os próximos passos para os pesquisadores envolvem a adição de dados específicos de cultivares de plantas africanas e condições ambientais e a incorporação de modelos mecanísticos mais detalhados para aplicar as descobertas ao crescimento das culturas na África Subsaariana.
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