Especialistas del CONICET identificaron el mecanismo molecular que permite a las plantas ajustar su crecimiento, fotosíntesis y fructificación cuando compiten por la luz. El avance aportó información estratégica para el mejoramiento genético de cultivos intensivos, donde la cercanía entre ejemplares puede limitar la radiación disponible y condicionar el resultado productivo.
En planteos con elevada densidad, las hojas se sombrean entre sí y activan una serie de respuestas biológicas destinadas a alcanzar la energía solar necesaria. El equipo comprobó que el gen SlBBX20 funciona como una suerte de interruptor capaz de reconocer esa competencia y coordinar distintas modificaciones en la arquitectura y el funcionamiento de los vegetales.
El líder del estudio e investigador del CONICET en el Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA, CONICET-UBA), Javier Botto, explicó que este componente permite que el cultivo optimice la captación lumínica, realice la fotosíntesis y "ajuste su rendimiento en respuesta a la sombra". El científico remarcó que la identificación tiene una aplicación concreta porque podría convertirse en un blanco molecular para obtener variedades comerciales más eficientes.
El gen contiene las instrucciones necesarias para fabricar la proteína del mismo nombre y ejerce influencia sobre las hormonas, la actividad fotosintética y la formación de frutos. De acuerdo con los resultados, su funcionamiento no solo determina cuánto puede alargarse el tallo frente a la presencia de plantas vecinas, sino que también incide sobre la capacidad de convertir la energía captada en producción.
Qué ocurrió cuando bloquearon el gen
Para conocer su función, los investigadores compararon plantas silvestres con ejemplares en los que se bloqueó la expresión de SlBBX20. Ambos grupos fueron sometidos a condiciones de sombreado artificial mediante luces y filtros específicos, además de situaciones naturales generadas a partir del aumento de la densidad dentro de cámaras de crecimiento e invernaderos.
El primer autor del trabajo, ingeniero agrónomo y becario doctoral del CONICET, Mariano Mejía, señaló que los vegetales sin esta proteína perdieron casi completamente su capacidad de crecer ante una menor disponibilidad lumínica. Y agregó: "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".
Las pruebas también detectaron una fuerte caída en los niveles de auxinas, hormonas fundamentales para el desarrollo, junto con una menor elaboración de pigmentos fotoprotectores. La alteración simultánea de estos procesos terminó reflejándose en que los ejemplares modificados entregaron una menor cantidad de tomates y, a su vez, cada unidad alcanzó un peso inferior.
Una protección natural para sostener la cosecha
Por otra parte, el primer autor del estudio, doctor en Ciencias Agropecuarias y becario posdoctoral del CONICET, Gabriel Gomez Ocampo, explicó que 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".
Al respecto, el investigador detalló: "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".
Una herramienta para diseñar cultivos más eficientes
Los resultados demostraron que la respuesta ante la sombra conecta la percepción de la luz con la regulación hormonal, el intercambio gaseoso, la elaboración de pigmentos protectores y la posterior formación de la cosecha. Esta articulación convierte al gen estudiado en un posible recurso para seleccionar materiales capaces de aprovechar mejor los carbohidratos sintetizados y destinarlos a producir más frutos.
De esta manera, Botto concluyó: "el hallazgo del rol de este gen permitiría desarrollar cultivos de tomate que maximicen el uso de los carbohidratos fotosintetizadores para producir más frutos". Este descubrimiento sentó así bases para desarrollar variedades adaptadas a planteos intensivos, al mismo tiempo que abrió la posibilidad de investigar su aplicación en otras especies agrícolas.
