Encuentran genes que ayudan a la fruta a adaptarse a la sequía

Como se espera que el cambio climático provoque períodos de sequía más frecuentes, los investigadores están haciendo cada vez más descubrimientos que pueden ayudar a las plantas a adaptarse al estrés hídrico prolongado.

Investigadores del Instituto Boyce Thompson y la Universidad de Cornell completaron el primer estudio para proporcionar una imagen completa de la enfermedad. la expresion genica cambios en la respuesta presión del agua En una fruta, el tomate, Solanum lycopersicum, se identificaron genes que podrían ayudar a los fitomejoradores a desarrollar frutas que puedan adaptarse a las condiciones de sequía.

Publicado en el número de diciembre de física de las plantasEl trabajo fue dirigido por el equipo de investigación, Carmen Catalla, profesora asistente en BTI e investigadora principal en la Facultad de Ciencias Integrativas de las Plantas (SIPS) en Cornell. Los investigadores colaboradores incluyen a Jocelyn Rose, profesora de SIPS, y los profesores de BTI Jim Giovannoni, Zhangjun Fei y Lukas Mueller, que también son profesores asistentes de SIPS.

«Hemos identificado una serie de genes que están involucrados en la respuesta al estrés hídrico en frutos de tomate», dijo Catalla. «Ahora podemos comenzar a seleccionar genes candidatos que pueden ayudar a los mejoradores a desarrollar frutas que puedan adaptarse a ellos. condiciones de sequíaY no solo tomates, sino uvas, manzanas y frutas en general. Esta es una posible aplicación a largo plazo de estos datos».

Los investigadores observaron la expresión génica en hojas de tomate y seis órganos frutales (cáscara, gametofito, tabique, columela, gel y semilla) en dos momentos diferentes (crecimiento y fruta madura) y bajo cuatro condiciones diferentes de estrés hídrico (ninguna, leve, moderada y fuerte).

Los investigadores encontraron que cada uno de los tejidos de los órganos de la fruta cambió de manera única con el tiempo.

«Menos del 1% de los genes expresados ​​afectados por el estrés hídrico se compartían entre los seis tejidos de la fruta, y más del 50% de los genes afectados eran específicos de un solo tejido», dijo Catala.

En contraste con los efectos negativos de la sequía, que conducen a alteraciones fisiológicas y pérdida de frutos, existen algunos efectos positivos asociados con la sequía, al menos con sequía leve.

Por ejemplo, los investigadores han descubierto que el estrés hídrico aumenta la cantidad de licopeno en la fruta madura. El licopeno es un antioxidante con beneficios documentados para la salud. Las frutas con estrés hídrico también tienen niveles más altos de biosíntesis de almidón, lo que puede producir tomates más dulces.

Los investigadores también descubrieron que pueden «entrenar» a los tomates para que sean más resistentes a la sequía en el futuro.

«Cuando plantamos semillas de las plantas tratadas, descubrimos que las plántulas de tomate estresadas mostraron una mejor recuperación del estrés hídrico en comparación con las plántulas de los tomates de control», dijo Philip Nicholas, científico postdoctoral en el laboratorio de Katala y primer autor del artículo de investigación. .

Nikola dijo que llegaron a conocer a muchos genes cuya expresión es inducida por el estrés hídrico en semillas maduras, lo que podría desempeñar un papel importante en conferir tolerancia al estrés hídrico a la próxima generación de plantas.

El estudio fue desafiante en algunos aspectos porque los investigadores estaban buscando la fruta. La mayoría de los estudios de las respuestas de las plantas al estrés por sequía examinan las raíces y las hojas de las plántulas porque son relativamente fáciles de estudiar.

«Es relativamente fácil estresar a las plántulas, pero si las aprietas demasiado, no florecerán ni desarrollarán frutos», dijo Catalla. “Además, cuando quieres estudiar frutas, tienes que cultivar plantas adultas, lo que requiere más tiempo, espacio y recursos en general”.