Ahora, sin embargo, un nuevo estudio dirigido por el equipo del profesor XU Cao en el Instituto de Genética y Biología del Desarrollo (IGDB) de la Academia de Ciencias China arroja luz sobre una estrategia adaptativa que podría ser crucial para el desarrollo de variedades de cultivos resistentes al calor en un contexto de cambio climático cada vez más intenso. En concreto, el estudio revela un novedoso mecanismo mediante el cual las plantas de tomate mitigan activamente el estrés térmico y estabilizan la producción mediante la reprogramación del desarrollo de las células madre apicales de los brotes.
La investigación fue publicada ayer en Developmental Cell.
Las células madre del meristemo apical del brote (SAM) son esenciales para la morfogénesis aérea (el proceso mediante el cual las plantas desarrollan estructuras superficiales) e influyen directamente en el rendimiento de los cultivos. Sin embargo, el estrés térmico puede causar una diferenciación anormal o incluso la necrosis de estas células madre, lo que resulta en defectos de desarrollo, mortalidad de las plantas y pérdidas significativas de rendimiento. Por lo tanto, comprender cómo las células madre del SAM se adaptan al estrés térmico es fundamental para el desarrollo de técnicas de cultivo y el desarrollo de variedades más resilientes.
En su estudio, el profesor XU Cao y su equipo identificaron un mecanismo molecular clave de adaptación en las plantas de tomate. Bajo estrés térmico, las especies reactivas de oxígeno (ERO) se acumulan y promueven la separación de fases de TERMINATING FLOWER (TMF), un represor floral. Esta modificación prolonga la represión transcripcional de los genes de identidad floral por los condensados de TMF, reprogramando eficazmente el desarrollo de SAM. Al retrasar la maduración de los brotes, la planta prolonga su crecimiento vegetativo, lo que le permite evitar transiciones reproductivas prematuras en condiciones desfavorables.
Suspensión estratégica #
Durante el crecimiento vegetativo temprano, las plantas de tomate pueden entrar en un estado de latencia en respuesta al estrés térmico, suspendiendo temporalmente su proceso de maduración. Una vez que las temperaturas se normalizan, el desarrollo se reanuda, asegurando una producción estable. Se ha demostrado que esta suspensión estratégica previene entre el 34 % y el 63 % de las pérdidas de producción en el primer racimo de frutos, lo que destaca su importante papel en la resiliencia al calor.
El estudio propone que este mecanismo de cobertura de apuestas controlado por redox funciona como una estrategia de supervivencia para las plantas sésiles, permitiéndoles retrasar la floración durante condiciones adversas y al mismo tiempo garantizar el éxito reproductivo una vez que disminuye el estrés ambiental.
Los investigadores destacaron que este descubrimiento proporciona un nuevo marco conceptual para el desarrollo de cultivos climáticamente inteligentes con una estabilidad de rendimiento que responde al medio ambiente. Los conocimientos mecanicistas identificados en este estudio podrían orientar las iniciativas de mejoramiento de precisión destinadas a mejorar la productividad agrícola en un clima cambiante.
El artículo científico ROS Burst Prolongs Transcriptional Condensation to Slow Shoot Apical Meristem Maturation and Achieve Heat-Stress Resilience in Tomato fue publicado en Developmental Cell