Los procesos de las plantas de «residuos» son vitaminas prenatales clave: el cambio climático puede reducirlo

Una nueva investigación de la Universidad Estatal de Michigan muestra que la fotorrespiración, considerada un proceso derrochador, es esencial para producir nutrición que sea esencial para prevenir los defectos de nacimiento.

Por primera vez, los científicos han medido el flujo de carbono del ácido fólico por absorción de la luz, una clase de compuestos que incluyen vitamina B9, conocida por su importancia como vitamina prenatal. Según el estudio dirigido por el investigador de MSU Berkley Walker, aproximadamente el 6% del carbono absorbido por las plantas se usa para hacer ácido fólico. Al suprimir la estimulación fotorrespiratoria, el número cayó cinco veces.

Estos hallazgos se publican en Plantas naturalespuede ayudar a los científicos a mejorar la producción nutricional que es importante para la salud humana. También arrojan luz sobre cómo el mundo altamente dióxido de carbono causado por el cambio climático hace que las plantas sean menos nutritivas.

«En una cultura donde la mayoría de las calorías provienen del arroz, este es un gran problema», dijo Walker, profesor asociado en el Laboratorio de Investigación de Plantas MSU-DOE y el Departamento de Biología de las Plantas. «La forma en que las plantas responden a los climas cambiantes se vuelven complicado. Comprender su adaptabilidad puede ayudarnos a planificar mejor para el futuro».

Las plantas son como fábricas, que usan materias primas como la luz del sol, el agua y el dióxido de carbono o el CO₂use el azúcar para la comida. El capataz de la fábrica es una enzima llamada Rubisco, que puede atrapar co₂ Y alimentarlo en la línea de producción.

Pero a veces, Rubisco se apresura en el trabajo y accidentalmente toma oxígeno, bloquea las líneas de ensamblaje y produce subproductos tóxicos llamados ácidos de fosfoglicina. En ese momento, el personal de reciclaje tomó medidas rápidamente. En un proceso llamado fotorrespiración, las plantas neutralizan los desechos tóxicos y los guardan en compuestos útiles.

Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que la fotorrespiración apoya procesos como la producción de ácido fólico. Hasta ahora, no está claro cuánta fotorrespiración de carbono puede ayudar a producir vitaminas.

Para abordar estas figuras, Walker y su laboratorio probaron una fábrica de modelo normal llamada Arabidopsis. Medieron las plantas con o sin respiración ligera y midieron cuánto co₂ La planta absorbe sus hojas colocándolas en un analizador de gases infrarrojos. Luego rocían las hojas con nitrógeno líquido mientras se sujetan para congelarse de inmediato. Esto les ayuda a comprender lo que están haciendo las hojas cuando miden.

El equipo de Walker usó espectrometría de masas para examinar los productos químicos de las hojas y cómo combinar CO₂ con el tiempo. Luego repitieron el proceso durante varios meses, midiendo el contenido químico en diferentes puntos antes de insertar las mediciones en el análisis computacional.

Los resultados le permiten apreciar cómo cambia la nutrición de la planta. Como co₂ Aumentando en el aire, las plantas requieren menos respiración ligera. El estudio de MSU encontró que en este caso, el flujo de carbono que produce vitamina B9 cayó de casi 6% a aproximadamente 1%. Esto es importante porque la vitamina B9 es importante durante el embarazo para reducir el riesgo de defectos del tubo neural.

«Comprender cómo la naturaleza hace que esta vitamina nos ayuda a fortalecer la planta con este nutriente», dijo Walker. «Esto puede ser necesario, especialmente en una cultura donde las personas no pueden simplemente tomar múltiples vitaminas para compensar las plantas menos nutritivas».

El siguiente paso de Walker Lab es realizar experimentos similares en los cultivos cultivados al aire libre. Quieren saber si las plantas que crecen en los campos dentro del laboratorio son correctas.

«Necesitamos conocimiento sobre las plantas para diseñarlo como el futuro», dijo Walker. «Si no tenemos esta base, nunca estaremos en la aplicación».