Impulsar la conversión de energía a nivel del dosel es crucial para aumentar la biomasa y la productividad de los cultivos, y factores como la eficiencia de la fotosíntesis de las hojas, la arquitectura del dosel y el contenido de clorofila de las hojas desempeñan papeles vitales.
por la Universidad Agrícola de NanJing
A pesar de los avances en los estudios genéticos sobre la fotosíntesis de las hojas en diferentes cultivos, la compleja interacción de estos factores complica la comprensión de la fotosíntesis del dosel . Los modelos computacionales han ayudado a analizar estas complejidades, pero desarrollar modelos integrales de dosel en 3D sigue siendo un desafío.
En julio de 2023, Plant Phenomics publicó un artículo de investigación titulado » Cuantificación de las contribuciones de diferentes factores a la fotosíntesis del dosel en dos variedades de maíz: desarrollo de una nueva línea de modelado de dosel en 3D «.
El estudio utilizó un proceso de modelado de dosel en 3D para evaluar los rasgos arquitectónicos y fotosintéticos en dos variedades de maíz, W64A y A619, en varias etapas de crecimiento. Esto implicó generar nubes de puntos de plantas individuales utilizando un método de estructura a partir del movimiento y est
éreo de múltiples vistas (SFM-MVS) con un sistema de 64 cámaras (MVS64).
La precisión de estas nubes de puntos se confirmó mediante LiDAR, lo que demuestra una brecha mediana de 3 mm entre los conjuntos de datos MVS64 y LiDAR.
Los rasgos arquitectónicos de las plantas derivados de las nubes de puntos se correlacionaron bien con los datos medidos manualmente, lo que indica la precisión del método. Se observaron diferencias significativas en la arquitectura vegetal entre las dos líneas de maíz. El número de hojas de W64A fue mayor que el de A619 en etapas posteriores, aunque las alturas de los tallos fueron similares. A619 exhibió hojas más largas en la madurez, sin diferencias significativas en el ancho de las hojas. El contenido de clorofila de la hoja, medido mediante valores SPAD, fue menor en A619 en las etapas iniciales.
Se establecieron relaciones entre los valores SPAD, la transmitancia y la reflectancia de las hojas, lo que ayudó en el cálculo de estas propiedades de las hojas.
El estudio también analizó las tasas de fotosíntesis de las hojas, revelando que A619 tenía una tasa fotosintética más alta en las hojas de la capa superior en la mayoría de los niveles de luz . Sin embargo, la diferencia en la fotosíntesis de las hojas de la capa inferior fue significativa sólo a los 38 días después de la siembra (DAS).
La investigación analizó las funciones de diversos rasgos en la fotosíntesis del dosel a través de modelos 3D, lo que indica que la fotosíntesis de las hojas ejerció la influencia más sustancial en la absorción general de CO 2 en la fotosíntesis del dosel.
Luego, la investigación exploró cómo las modificaciones en los rasgos fotosintéticos y arquitectónicos afectaban la fotosíntesis del dosel en ambas variedades de maíz. Las simulaciones indicaron que los cambios en los parámetros de respuesta a la luz fotosintética de las hojas se correlacionaban linealmente con la fotosíntesis total del dosel, especialmente en las capas superiores.
Los ajustes en los parámetros arquitectónicos de las plantas, como el ancho, largo y número de hojas, mostraron relaciones no lineales con la fotosíntesis del dosel. El estudio también identificó valores óptimos para estos rasgos en diferentes etapas de crecimiento.
En conclusión, el estudio destacó que la fotosíntesis de las hojas fue el principal factor que influyó en la fotosíntesis del dosel, representando una diferencia del 17,5% al 29,2% entre las dos variedades.
El impacto de la arquitectura vegetal fue secundario, particularmente en las primeras etapas de crecimiento. El proceso de modelado de dosel en 3D desarrollado en este estudio no solo aclara las contribuciones de las características individuales a la fotosíntesis del dosel , sino que también presenta una estrategia novedosa para mejorar el rendimiento de los cultivos mediante el mejoramiento de ideotipos.
Más información: Qingfeng Song et al, Cuantificación de las contribuciones de diferentes factores a la fotosíntesis del dosel en 2 variedades de maíz: desarrollo de una nueva línea de modelado de dosel en 3D, Fenómica vegetal (2023). DOI: 10.34133/plantfenómica.0075
