Identificación y análisis de componentes claves en la eficiencia del uso de la radiación en arroz

Abstract

Una de las principales limitantes del rendimiento del arroz en regiones de alta productividad es la capacidad intrínseca de cada genotipo de convertir la energía de sol en biomasa. Esta capacidad puede entenderse como la eficiencia en el uso de la luz (LUE). La LUE se puede determinar a nivel de toda la planta o al nivel del aparato fotosintético (rendimiento cuántico). El objetivo de esta tesis fue analizar la dependencia del cultivar con respecto a LUE a nivel de planta y rendimiento cuántico utilizando cuatro cultivares de arroz y cuatro ambientes de luz. Para lograr esto, se desarrollaron dos sistemas de iluminación: Light System I que genera entornos de luz blanca (400 - 700 nm) y Light System II que genera un entorno de luz azul-roja (una banda entre 400 - 500 nm y otra banda entre 600 - 700 nm). La partición de energía en PSII se determinó por el rendimiento cuántico de tres procesos de desexcitación usando parámetros de fluorescencia de clorofila. El daño de PSII solo se incrementó por bajos niveles de energía en ambientes de luz blanca, lo que condujo a una disminución en los procesos fotoquímicos debido al cierre de los centros de reacción. Se puede concluir que todos los cultivares de arroz evaluados en este estudio fueron sensibles a los bajos niveles de radiación, pero la respuesta fue dependiente del cultivar. No hubo una relación genotípica clara entre LUE y rendimiento cuántico. Por otro lado, a través de una estrategia MA, se identificaron 32 genes en el genoma del arroz asociados con los principales parámetros que definen el rendimiento cuántico de PSII. Nuestro trabajo muestra la asociación entre los complejos de captación de luz y el rendimiento cuántico potencial de PSII, así como la relación entre las regiones que codifican proteínas unidas a PSI en la distribución de energía durante el proceso fotoquímico de la fotosíntesis. Esta tesis abre nuevas líneas de trabajo centradas en establecer los mecanismos de acción de la calidad espectral de la luz en PSI y cómo esto define la partición de energía de PSII.