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Sinal de luz emitido durante a fotossíntese usado para detectar rapidamente as colheitas

Traduzido de Science Daily

Um esforço internacional chamado Achieving Higher Photosynthetic Efficiency (RIPE) visa transformar a capacidade das safras de converter a luz solar e o dióxido de carbono em rendimentos mais elevados. Para conseguir isso, os cientistas estão analisando milhares de plantas para descobrir quais ajustes na estrutura da planta ou em seu maquinário celular podem aumentar a produção. Pesquisadores da Universidade de Illinois revelaram uma nova abordagem para estimar a capacidade fotossintética das safras para identificar essas características de alto rendimento e acelerar o processo de seleção, de acordo com um novo estudo no Journal of Experimental Botany.

“A fotossíntese é o ponto de entrada para o dióxido de carbono se tornar todas as coisas que permitem que as plantas cresçam, mas medir a fotossíntese do dossel é realmente difícil”, disse Carl Bernacchi, fisiologista pesquisador de plantas do Departamento de US Agriculture, Agricultural Research Service, que é baseado no Instituto Carl R. Woese de Biologia Genômica em Illinois. “A maioria dos métodos é demorada e mede apenas uma folha quando é a função de todas as folhas de todas as plantas que realmente importa na agricultura.”

A equipe de Bernacchi usa dois instrumentos espectrais simultaneamente: uma câmera hiperespectral para escanear colheitas e um espectrômetro que é usado para registrar informações muito detalhadas sobre a luz solar, para medir rapidamente um sinal chamado Fluorescência Induzida por Energia Solar (SIF) que as plantas emitem. quando eles se tornam energia. -excitado ‘durante a fotossíntese.

Com este sinal SIF, a equipe obtém percepções críticas sobre a fotossíntese que podem levar a melhores rendimentos das colheitas.

Eles descobriram que uma parte importante do sinal SIF se correlaciona melhor com a capacidade fotossintética. Este ‘rendimento SIF’ representa apenas uma fração da energia emitida como SIF pelas plantas em relação à energia capturada pelas plantas como um todo, mas contém informações importantes.

“Com essas informações, podemos usar alguns instrumentos sinergicamente para fazer estimativas mais precisas e podemos tornar essas ferramentas e pipelines mais acessíveis para pessoas interessadas no avanço da tradução da fotossíntese”, disse Peng Fu, pesquisador de pós-doutorado que liderou este trabalho em Illinois.

Neste estudo, eles selecionaram bandas de luz específicas que são conhecidas por estarem ligadas ao SIF (e já são bem conhecidas fisiologicamente) para entender melhor quais dados hiperespectrais são realmente necessários para fazer essas estimativas.

No passado, eles dependiam de câmeras hiperespectrais caras que capturavam milhares de faixas de luz. “No entanto, este estudo sugere que câmeras muito mais baratas podem ser usadas agora que sabemos quais faixas de luz são necessárias”, disse Matthew Siebers, pesquisador de pós-doutorado em Illinois.

Essas ferramentas podem acelerar o progresso em ordens de magnitude, disse Katherine Meacham-Hensold, também pesquisadora de pós-doutorado em Illinois. “Esta tecnologia é revolucionária para os pesquisadores que estão refinando a fotossíntese como um meio de ajudar a obter os rendimentos de que precisaremos para alimentar a humanidade neste século.”

Percebendo o aumento da eficiência fotossintética (RIPE) é um projeto de pesquisa internacional que está melhorando a fotossíntese para equipar os agricultores ao redor do mundo com safras de maior rendimento para garantir que todos tenham comida suficiente para levar uma vida saudável e produtiva. O RIPE é apoiado pela Fundação Bill & Melinda Gates, a Fundação dos EUA para Pesquisa Agrícola e Alimentar e o Escritório de Relações Exteriores, Comunidade e Desenvolvimento do Reino Unido, que estão comprometidos em garantir o Acesso Global e fazer as tecnologias do projeto estão disponíveis para os agricultores que delas precisam. mais.



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