Un equipo del CONICET descubrió que una proteína actúa como un interruptor biológico en la planta de tomate: le permite reconocer la sombra de sus vecinas y decidir cuánto crecer para no perder rendimiento.
Buenos Aires, martes 28 julio (PR/26)–Cuando las plantas de tomate crecen muy juntas, como pasa en casi cualquier cultivo comercial, se hacen sombra entre sí. Y ahí surge un problema: sin suficiente luz no pueden hacer fotosíntesis, el proceso que necesitan para crecer y producir frutos.
Ahora, especialistas del CONICET encontraron la pieza que explica cómo resuelven ese conflicto: una proteína que funciona como un verdadero interruptor biológico, capaz de detectar la sombra de las plantas vecinas y activar una respuesta de crecimiento en altura para buscar la luz.
Un gen que decide cuánto crece la planta
La proteína se llama SlBBX20 y está codificada por un gen del mismo nombre. «Los resultados de este trabajo demuestran que esta proteína es fundamental para que la planta optimice la cosecha de luz para hacer fotosíntesis y ajuste su rendimiento en respuesta a la sombra», explica Javier Botto, investigador del CONICET en el Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA, CONICET-UBA) y líder del estudio.
Según Botto, el hallazgo tiene una aplicación muy concreta para el mejoramiento genético de los cultivos: el gen identificado podría convertirse en un blanco molecular para desarrollar variedades comerciales de tomate, y de otras especies, más eficientes y de mayor rendimiento.
Qué pasa cuando falta esa proteína
Para entender su función, los investigadores compararon plantas de tomate normales con otras mutantes que no producen la proteína SlBBX20. «Aquellas plantas que carecen de esta proteína pierden casi por completo la capacidad de crecer en respuesta a la sombra», indica Mariano Mejía, primer autor del trabajo, ingeniero agrónomo y becario doctoral del CONICET.
Mejía agrega que, al no poder regular correctamente sus procesos biológicos frente a la luz, esas plantas hacen menos fotosíntesis: tienen menos poros estomáticos y los abren menos, lo que reduce el ingreso de dióxido de carbono y, como consecuencia directa, produce menos frutos.
Un protector solar natural para las hojas
La proteína SlBBX20 tiene otra función igual de interesante: mejora la expresión de los genes que producen antocianinas, los pigmentos que dan tonos violáceos y azulados a hojas, tallos y frutos.
«Estos pigmentos naturales actúan como protector solar y antioxidantes para la planta, reduciendo los efectos inhibitorios por alta intensidad de luz sobre la fotosíntesis», explica Gabriel Gomez Ocampo, doctor en Ciencias Agropecuarias y becario posdoctoral del CONICET, también primer autor del estudio. Eso permite a la planta cosechar más luz, sintetizar más carbohidratos y producir más tomates en ambientes abiertos y luminosos.
Cómo se hizo el descubrimiento
Los investigadores sometieron a plantas de tomate salvajes y mutantes a distintos tratamientos de luz: simulaciones de sombra con luces y filtros específicos, y sombreado natural aumentando la densidad de plantas en cámaras de crecimiento e invernadero.
«Al estudiar las plantas editadas a las que se les bloqueó la expresión del gen SlBBX20 observamos que perdían por completo la capacidad de crecer en respuesta a la sombra», explica Botto. Esas plantas desarrollaron menos poros estomáticos y sufrieron una caída drástica en sus niveles de auxinas, las hormonas clave del crecimiento, junto con una menor producción de pigmentos fotoprotectores.
El resultado final fue siempre el mismo: menos fotosíntesis y una pérdida en la cantidad y el peso de los tomates producidos. «El hallazgo del rol de este gen permitiría desarrollar cultivos de tomate que maximicen el uso de los carbohidratos fotosintetizados para producir más frutos», concluye Botto.
Del estudio, publicado en la revista científica Plant Physiology and Biochemistry, también participaron investigadores de IFEVA, de la Facultad de Agronomía de la UBA, del Instituto de Botánica Experimental de la Universidad Palacký de República Checa, y del Instituto de Biociencias de la Universidad de São Paulo, en Brasil.
