La fotosíntesis es el impulsor clave del rendimiento de granos en las especies de cultivos agrícolas, por lo que reducir cualquier limitación a los procesos fotosintéticos en estas plantas podría mejorar el rendimiento y contribuir a la seguridad alimentaria futura. Difusión de CO2 desde el aire hasta el sitio de carboxilación se considera uno de los factores limitantes más importantes para la fotosíntesis en C3 especies. Después de entrar en la hoja a través de los estomas, el CO2 las moléculas necesitan difundirse a través de la célula del mesófilo para llegar a los cloroplastos. Esta vía de difusión incluye componentes anatómicos y bioquímicos y se denomina conductancia del mesófilo. De las muchas características anatómicas que se relacionan con la conductancia del mesófilo, el grosor de las paredes celulares es particularmente importante, ya que representa casi la mitad de la resistencia total del mesófilo a la difusión. Los estudios han demostrado que las hojas con una pared celular más gruesa suelen tener una mayor masa foliar por área (LMA). Sin embargo, no hay consenso sobre si la conductancia del mesófilo se ve afectada por las diferencias en la estructura y anatomía de la hoja o si esto varía dentro de las especies.

Las correlaciones entre los rasgos anatómicos y fisiológicos de las hojas en 8 genotipos de arroz. LMA, masa foliar por área; Sm, el área de superficie de las células del mesófilo frente a los espacios aéreos intercelulares; Sc, el área superficial de los cloroplastos frente a los espacios aéreos intercelulares; gm, conductancia del mesófilo; nortemasa, contenido de nitrógeno foliar basado en la masa; chl, clorofila; Amasa, tasa fotosintética de la hoja basada en la masa. Los datos son medias en el panel F, los datos son medias ± SD en todos los demás paneles. Crédito de la imagen: Sí et al.

En su nuevo estudio publicado en AoBP, Ye et al. informan que las plantas de arroz con alto LMA invierten más masa foliar en las paredes celulares y poseen una baja conductancia del mesófilo, lo que limita la fotosíntesis. El grosor de la hoja en lugar de la densidad de la hoja es el principal factor determinante de la diferencia en LMA. Con el aumento del grosor de la hoja, aumenta el área de superficie de las células del mesófilo (y los cloroplastos dentro de ellas) expuestas a los espacios de aire intercelulares, sin embargo, también aumenta el grosor de las paredes celulares. Se encontró que los compuestos de la pared celular representan la mayor parte de la masa seca de las hojas de arroz. Los autores encontraron diferencias significativas entre los genotipos de arroz en su estudio, incluido un genotipo con paredes celulares gruesas y una alta conductancia del mesófilo, y sugieren que los estudios futuros exploren esta variación intraespecífica con más detalle.