Investigadores descifran cómo los genes del tomate se comunican entre sí para resistir la sequía y mejorar su calidad

La construcción de un detallado “mapa funcional” del metabolismo del tomate ha permitido identificar los nodos más críticos que regulan la respuesta de la planta a la sequía y el desarrollo del fruto. Este avance, según informó el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), supone una herramienta clave para comprender cómo los genes interactúan en red, lo que abre la puerta a nuevas estrategias de mejora genética que evalúan la planta como un sistema integrado, y no como un conjunto de partes independientes. La investigación, publicada en la revista Plant Communications, desvela información esencial sobre los mecanismos con que los tomates (Solanum lycopersicum) gestionan la comunicación genética interna para coordinar funciones fundamentales como la maduración y la adaptación a la falta de agua.

De acuerdo con lo anunciado por el CSIC en un comunicado, el estudio fue realizado por el Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), un centro conjunto de la Universitat de València y el propio CSIC, junto con el Núcleo Milenio Phytolearning de Chile. El trabajo, encabezado por Tomás Matus, Elena Vidal y José Miguel Álvarez, tuvo como meta principal descifrar las complejas redes de interacción entre los genes de los diferentes órganos del tomate. Para ello, el equipo analizó más de 10.000 conjuntos de datos de expresión génica correspondientes a raíces, hojas, flores y frutos, así como a distintas condiciones ambientales, lo que permitió reconstruir de forma precisa las comunicaciones y jerarquías genéticas de la planta.

El medio CSIC detalló que la investigación demuestra que cada órgano del tomate dispone de mecanismos de regulación autónomos y que utilizan sus propias estrategias dependiendo del entorno y del proceso vital en curso. Elena Vidal explicó en declaraciones recogidas por el CSIC: “Lo que finalmente logramos fue entender quién da las órdenes, quién responde y cómo cambia esa conversación entre una raíz, una hoja o un fruto”. Este nivel de detalle en el análisis del diálogo genético interna ha permitido esclarecer cómo se adaptan y reorganizan las plantas ante el estrés hídrico, un fenómeno cada vez más frecuente bajo el impacto del cambio climático.

La estrategia seguida por los investigadores consistió en utilizar la información recolectada para identificar los principales coordinadores de la respuesta genética a la sequía, lo que proporciona información práctica para seleccionar o desarrollar variedades capaces de tolerar mejor condiciones extremas. Tomás Matus, líder del laboratorio TomsBio Lab en el I2SysBio y coautor del artículo, manifestó al CSIC que la adopción de un enfoque basado en redes permite dejar atrás la visión reduccionista del “gen milagroso” y abre la posibilidad de mejorar la resiliencia del tomate mediante una comprensión global de cómo sus genes interactúan. Según afirmó Matus, “con esta información podemos diseñar estrategias de mejora genética más inteligentes, basadas en redes completas y no en hipótesis aisladas”.

El equipo científico sostiene que este trabajo impulsa un cambio sustancial en la forma de abordar la biología vegetal, ya que pone de relieve que ninguna función responde sólo a la acción de un gen específico, sino a sistemas completos de comunicación e influencia mutua. De acuerdo con las declaraciones de Matus recogidas por CSIC, “adoptar una visión en red nos permite entender que en las plantas no hay genes que actúan de forma aislada, sino sistemas complejos donde cada gen influye en muchos otros”.

En situaciones de sequía y otras condiciones adversas, la comprensión detallada de estas redes permite anticipar las respuestas de la planta y seleccionar variantes con mayor eficiencia en su adaptación. Tomás Matus añadió que esta metodología representa una aproximación más realista y adecuada para afrontar los desafíos agravados por el cambio climático: “Allí donde los cultivos enfrentan cada vez más condiciones extremas, entender estas redes puede ayudarnos a anticipar y seleccionar variedades con estrategias de resiliencia más eficientes, en lugar de centrarnos en un solo 'gen milagroso'. Es una forma más realista y moderna de entender la biología vegetal frente al cambio climático”.

El estudio también facilitó la creación de una plataforma digital de acceso abierto llamada TomViz. Integrada en el entorno PlantaeViz, TomViz brinda a la comunidad científica la posibilidad de explorar, de manera interactiva y visual, las redes reguladoras génicas del tomate. Según el CSIC, esta herramienta permite consultar genes, visualizar sus conexiones, construir subredes a medida, analizar funciones genéticas, ubicar genes en el genoma, y descargar resultados en varios formatos, facilitando la colaboración científica en el área de mejora de cultivos.

Con la disponibilidad de TomViz a través de internet, cualquier investigador en el mundo puede aprovechar los datos y recursos generados por este estudio. El CSIC enfatizó el valor de esta herramienta para proponer nuevas estrategias dirigidas a fortalecer la resistencia a la sequía, incrementar la productividad y promover un desarrollo agrícola más sustentable. El acceso abierto facilita la innovación y el intercambio de información, impulsando la investigación colaborativa internacional y favoreciendo el avance en la selección y desarrollo de variedades vegetales mejor adaptadas a los retos del clima actual.

Los responsables del estudio consideran que este enfoque orientado a redes completas puede extrapolarse a otros cultivos de interés agrícola, con lo que el impacto de la iniciativa podría extenderse a numerosos sistemas productivos afectados por factores ambientales adversos. El medio CSIC remarca que la sistematización de grandes volúmenes de información y la integración de técnicas de análisis avanzadas colocan a la ciencia en una posición privilegiada para aportar soluciones concretas frente al desafío global que representa el cambio climático para la agricultura.