Un grupo de investigadores del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (Conicet) logró un avance que podría transformar la producción de tomates. El equipo descubrió que una proteína actúa como una especie de “interruptor biológico” que permite a las plantas detectar la sombra generada por otras plantas cercanas y adaptar su crecimiento para aprovechar mejor la luz disponible. El trabajo fue publicado en la revista científica Plant Physiology and Biochemistry y representa un paso importante para el desarrollo de cultivos más eficientes y con mayor capacidad productiva.

Las plantas de tomate, al igual que otros cultivos sembrados en alta densidad, suelen competir entre sí por la luz solar. Cuando perciben que están siendo sombreadas por ejemplares vecinos, activan mecanismos que les permiten crecer en altura para captar una mayor cantidad de radiación, indispensable para realizar la fotosíntesis. Ahora, los investigadores identificaron que una proteína denominada SlBBX20 es una pieza clave en ese proceso.

El estudio fue liderado por Javier Botto, investigador del Conicet en el Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA, CONICET-UBA), quien destacó el alcance del descubrimiento. “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.

Según el especialista, el hallazgo no solo aporta conocimientos sobre la biología vegetal, sino que también tiene un potencial uso práctico para la agricultura. “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”, señaló Botto, quien además dirige el Laboratorio de Plasticidad del Desarrollo de las Plantas del IFEVA.

¿Qué ocurre cuando la proteína no está presente?

El gen SlBBX20 contiene las instrucciones para fabricar la proteína responsable de detectar los cambios en la iluminación. Para comprender su función, los investigadores analizaron plantas modificadas genéticamente que no podían producirla. “Nuestro trabajo demostró que aquellas plantas que carecen de esta proteína pierden casi por completo la capacidad de crecer en respuesta a la sombra”, explicó Mariano Mejía, ingeniero agrónomo, becario doctoral del Conicet y primer autor del trabajo.

“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, por donde entra el dióxido de carbono (CO₂) a la planta y sale vapor de agua al ambiente y, como consecuencia directa, producen menos frutos”, indicó.

La investigación también permitió comprobar que la proteína SlBBX20 favorece la producción de antocianinas, pigmentos naturales responsables de los tonos violetas y azulados presentes en hojas, tallos y algunos frutos. Estos compuestos cumplen una función esencial porque ayudan a proteger a las plantas frente a niveles elevados de radiación solar.

Gabriel Gómez Ocampo, doctor en Ciencias Agropecuarias, becario posdoctoral del Conicet y también primer autor del estudio, explicó el mecanismo. “La proteína SlBBX20 mejora la expresión de los genes de biosíntesis de pigmentos conocidos como antocianinas que les dan los tonos violetas/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”, detalló.

“Esto es beneficioso porque permite a la planta cosechar más luz y sintetizar más carbohidratos esenciales para su crecimiento, lo que redunda en una mayor producción de tomates en ambientes abiertos y luminosos”, afirmó.

¿Cómo realizaron el descubrimiento?

Para comprobar la función de esta proteína, los científicos compararon plantas de tomate silvestres con otras modificadas genéticamente para impedir la expresión del gen SlBBX20. Ambos grupos fueron sometidos a distintas condiciones experimentales que simulaban situaciones de sombra mediante filtros especiales, sistemas de iluminación y cultivos con alta densidad de plantas tanto en cámaras de crecimiento como en invernaderos.

Los investigadores observaron que las plantas sin la proteína perdían prácticamente toda su capacidad para adaptarse a la falta de luz, desarrollaban menos poros estomáticos, registraban una fuerte disminución en las hormonas responsables del crecimiento y producían menos pigmentos protectores. Como consecuencia, realizaban menos fotosíntesis y obtenían una menor cantidad de frutos, además de tomates con menor peso.

“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. Estas plantas desarrollaron menos poros estomáticos y sufrieron una caída drástica en sus niveles de auxinas, hormonas clave encargadas del crecimiento, junto con una menor producción de pigmentos fotoprotectores, lo que se tradujo en menos fotosíntesis y finalmente en una pérdida en la cantidad y el peso de los tomates producidos”, explicó Botto.

Finalmente, el investigador destacó el potencial que tiene este descubrimiento para el futuro de la agricultura. “El hallazgo del rol de este gen permitiría desarrollar cultivos de tomate que maximicen el uso de los carbohidratos fotosintetizados para producir más frutos”, concluyó.