Descubren un gen clave que podría aumentar el rendimiento del tomate y mejorar los cultivos del futuro

Un equipo de investigadores del CONICET identificó un gen que desempeña un papel fundamental en la capacidad de las plantas de tomate para adaptarse a la sombra generada por la alta densidad de siembra, un hallazgo que abre nuevas perspectivas para desarrollar variedades más productivas y eficientes. El trabajo, liderado por especialistas del Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA, CONICET-UBA), fue publicado en la revista científica Plant Physiology and Biochemistry.

Las plantas de tomate, al igual que otros cultivos implantados con alta densidad, compiten entre sí por la luz solar y responden creciendo en altura para optimizar la captación de energía necesaria para la fotosíntesis. En ese proceso, los científicos descubrieron que la proteína SlBBX20 actúa como un verdadero “interruptor biológico”, permitiendo a la planta detectar la presencia de ejemplares vecinos y ajustar su desarrollo para mantener su productividad.

“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”, explicó Javier Botto, investigador del CONICET y director del estudio. El científico agregó que el descubrimiento tiene un fuerte potencial para el mejoramiento genético: “Este estudio nos permitió identificar un gen que regula el crecimiento afectando sus hormonas y su fotosíntesis, y en consecuencia altera el rendimiento de las plantas de tomate. Estos resultados abren la posibilidad de usar a este gen como un blanco molecular para desarrollar variedades comerciales de tomate (y otros cultivos) más eficientes y de alto rendimiento”.

El trabajo demostró que las plantas en las que el gen SlBBX20 fue desactivado prácticamente perdieron la capacidad de crecer en respuesta a la sombra. “Además, al no poder regular correctamente sus procesos biológicos en respuesta a la luz, las plantas sin esta proteína hacen menos fotosíntesis, porque tienen y abren menos sus poros estomáticos (...) y, como consecuencia directa, producen menos frutos”, señaló Mariano Mejía, ingeniero agrónomo, becario doctoral del CONICET y primer autor del estudio.

Los investigadores también comprobaron que la proteína favorece la producción de antocianinas, pigmentos naturales responsables de los tonos violetas y azulados presentes en hojas, tallos y frutos. Estas sustancias funcionan como un protector frente al exceso de radiación solar y mejoran la eficiencia fotosintética. “Esto es beneficioso porque permite a la planta cosechar más luz y sintetizar más carbohidratos esenciales para su crecimiento que redunda en una mayor producción de tomates en ambientes abiertos y luminosos”, explicó Gabriel Gómez Ocampo, becario posdoctoral del CONICET y también primer autor de la investigación.

Para llegar a estas conclusiones, el equipo comparó plantas de tomate silvestres con otras modificadas genéticamente para bloquear la expresión del gen SlBBX20. Ambos grupos fueron sometidos a distintas condiciones de iluminación mediante cámaras de crecimiento, filtros especiales e invernaderos con diferentes densidades de plantas, simulando situaciones reales de competencia por la luz.

Los ensayos permitieron comprobar que las plantas sin el gen presentaban una fuerte reducción en la cantidad de estomas, menores niveles de auxinas —hormonas esenciales para el crecimiento— y una disminución en la producción de pigmentos fotoprotectores. Como consecuencia, realizaron menos fotosíntesis y registraron una caída significativa tanto en la cantidad como en el peso de los frutos obtenidos.

Botto destacó que el conocimiento generado permitirá orientar futuros programas de mejoramiento genético con herramientas de edición molecular. “El hallazgo del rol de este gen permitiría desarrollar cultivos de tomate que maximicen el uso de los carbohidratos fotosintetizados para producir más frutos”, afirmó el investigador.

Además de especialistas del IFEVA y de la Facultad de Agronomía de la Universidad de Buenos Aires, el estudio contó con la participación de científicos del Instituto de Botánica Experimental de la Universidad Palacký, en República Checa, y del Instituto de Biociencias de la Universidad de São Paulo, en Brasil. El avance representa un nuevo paso hacia el desarrollo de cultivos más eficientes, capaces de responder a sistemas de producción intensivos y contribuir a una agricultura más sostenible.