Nuevas tecnologías de producción vegetal frente al cambio climático: Mejoras de rendimiento en condiciones de sequía y alto CO2.

OITAVEN, PABLO; MULLER, GABRIELA LETICIA; LARA, MARÍA VALERIA; ESTAVILLO, GONZALO; DRINCOVICH, MARÍA F.

Simposio; XIII SIMPOSIO REDBIO ARGENTINA 2021 VIRTUAL; 2021

RED BIO

La disminución de la disponibilidad de agua tiene efectos negativos en laproducción agrícola. Cuando el contenido de agua del suelo disminuye por debajode cierto nivel, las plantas responden cerrando sus estomas, disminuyendo el crecimiento y, por ende, el rendimiento. Frente a altas concentraciones de CO2,las plantas inicialmente presentan una mayor tasa fotosintética, que luegodisminuye debido a una retroalimentación negativa por la acumulación deazúcares. Por otro lado, al igual que como sucede en condiciones de sequía, altasconcentraciones de CO2 producen el cierre de los estomas, afectando tanto lafijación del carbono como la dinámica de la transpiración. La expresión de laenzima málica no fotosintética de maíz (ZmnpNADP-ME) bajo el promotor delcanal de potasio 1 (KAT1) de Arabidopsis thaliana en Nicotiana tabacum (tabaco)resultó en líneas transgénicas con claras diferencias fenotípicas en comparacióncon las líneas salvajes, tales como menor tamaño de poro estomático, menoresniveles de transpiración y consumo de agua, mayor producción de biomasa enrelación con el agua utilizada y floración temprana.En este trabajo nos propusimos estudiar el efecto de la sequía y una altaconcentración de CO2 en las líneas transgénicas. Las líneas transgénicas y wildtype (WT) fueron sometidas a 30 o 45 días sin riego. Luego de este tratamiento,las distintas líneas fueron regadas a 90% capacidad de campo (recuperación)hasta producción de semillas. El daño por sequía (30 días sin riego) fuesignificativamente mayor en las líneas WT que en las tres líneas transgénicasestudiadas. La producción de semillas fue mayor en las líneas transgénicas conrespecto a las WT, tanto en condiciones control sin sequía, como luego de 30 díassin riego seguido de recuperación. Las diferencias entre las líneas transgénicas yWT fue aún mayor luego de 45 días sin riego. Los experimentos de recuperaciónluego de 45 días sin riego mostraron una recuperación total y producción desemillas en las transgénicas, a diferencia de las WT que no se recuperaron. En elcaso del tratamiento con alta concentración de CO2 (800 ppm), se observó unaumento significativo del peso específico foliar de las líneas transgénicas conrespecto a las WT, tanto en condiciones de alto CO2 (800 ppm) como CO2 normal(400 ppm). Las líneas transgénicas también presentaron mayor biomasa seca dela parte aérea luego de este tratamiento. Estos resultados muestran que laexpresión célula-específica de la ZmnpNADP-ME provoca importantes mejoras enla resistencia a sequía y a altas concentraciones de CO2, perfilándose como unaestrategia eficaz frente a estas condiciones ambientales