Uma equipe internacional está usando ferramentas avançadas para desenvolver plantações que dão aos agricultores mais opções para produzir mais alimentos de forma sustentável em menos terra. Para fazer isso, milhares de protótipos de plantas devem ser cuidadosamente analisados ​​para descobrir quais ajustes genéticos funcionam melhor. Hoje, em uma edição especial da revista Sensoriamento Remoto do Meio Ambiente , os cientistas mostraram que uma nova tecnologia pode examinar mais rapidamente um campo inteiro de plantas para capturar melhorias em sua capacidade natural de coletar energia do sol.

"Este método nos permite medir as melhorias que projetamos no maquinário de fotossíntese de uma planta em cerca de dez segundos, em comparação com o método tradicional que leva até 30 minutos, "Katherine Meacham-Hensold, um pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Illinois, que liderou este trabalho para um projeto de pesquisa chamado Realizing Aumented Photosynthetic Efficiency (RIPE). "Esse é um grande avanço porque permite que nossa equipe analise uma enorme quantidade de material genético para localizar com eficiência as características que podem melhorar muito o desempenho da cultura."

MADURO, que é liderado por Illinois, é a engenharia de safras para serem mais produtivas, melhorando a fotossíntese, o processo natural que todas as plantas usam para converter a luz solar em energia e rendimento. RIPE é apoiado pela Fundação Bill &Melinda Gates, a Fundação dos EUA para Pesquisa em Alimentos e Agricultura (FFAR), e o Departamento para o Desenvolvimento Internacional do Governo do Reino Unido (DFID).

O método tradicional de avaliação da fotossíntese analisa a troca de gases pela folha; fornece uma grande quantidade de informações, mas leva 30 minutos para medir cada folha. Um mais rápido, ou método de "maior rendimento", chamada de análise espectral, analisa a luz que é refletida de volta das folhas para prever a capacidade fotossintética em apenas 10 segundos.

"A questão que nos propusemos a responder é:podemos aplicar técnicas espectrais para prever a capacidade fotossintética quando alteramos geneticamente a maquinaria fotossintética, "disse o líder de pesquisa do RIPE Carl Bernacchi, um cientista do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, Serviço de Pesquisa Agrícola, que trabalha no Instituto Carl R. Woese de Biologia Genômica de Illinois. "Antes deste estudo, não sabíamos se mudar as vias fotossintéticas da planta mudaria o sinal que é detectado por medições espectrais. "

Embora eles possam provar que este método pode ser usado para filtrar culturas que foram projetadas para melhorar a fotossíntese, os pesquisadores não descobriram o que a análise espectral mede exatamente. "A análise espectral requer modelos personalizados para traduzir os dados espectrais em medições da capacidade fotossintética que devem ser recriadas a cada ano, "Meacham disse." Nosso próximo desafio é descobrir o que estamos medindo para que possamos construir modelos preditivos que possam ser usados ​​ano após ano para comparar os resultados ao longo do tempo. "

"Embora ainda haja obstáculos pela frente, a análise espectral é uma técnica de mudança de jogo que pode ser usada para avaliar uma variedade de melhorias fotossintéticas para destacar as mudanças que são mais prováveis ​​de substancialmente, e de forma sustentável, aumentam os rendimentos das colheitas, "disse Christine Raines, membro do comitê executivo do RIPE, professor de fisiologia molecular de plantas na Universidade de Essex, cujas colheitas modificadas foram analisadas com a técnica. "Essas ferramentas podem nos ajudar a acelerar nossos esforços para desenvolver safras de alto rendimento para os agricultores que trabalham para ajudar a alimentar o mundo."