Un ‘reloj de maduración’ molecular en las plantas de tomate

Un estudio revela la existencia de un mecanismo molecular que regula la ramificación de la planta del tomate. Este ‘reloj’ puede manipularse para obtener un mayor rendimiento de la planta, aumentar el número de ramas y variar el número de flores y frutos.

La producción de tomates puede incrementarse manipulando el temporizador molecular que, según un reciente estudio del Laboratorio Cold Spring Harbor (CSHL, por sus siglas en inglés) de EE UU, controla el desarrollo de la planta.

En particular, el llamado ‘reloj de maduración’, determina el número de ramas que pueden producir flores, las inflorescencias. «Hemos descubierto que retrasando este reloj conseguimos una mayor ramificación en las inflorescencias, lo que provoca un mayor número de flores y, por tanto, de frutos”, afrima Zach Lippman, líder de la investigación del CSHL.

Cuando una planta está preparada para florecer deja de producir hojas y comienza a desarrollar flores. Esto se traduce en que los meristemos apicales –tejidos responsables del crecimiento vegetal– de las yemas se transforman en meristemos inflorescentes.

Según el tipo de planta, estos tejidos producen una o más ramas con un número variable de flores. En la mayoría de las variedades domésticas, escogidas por el sabor y aspecto de sus frutos, se forma una única rama con pocas flores, pero hay otras especies que generan docenas de ramas con cientos de flores.

Ajustando el reloj

Un ritmo de ramificación demasiado alto parece ser resultado de un retraso en la maduración de los meristemos, que provoca un mayor crecimiento de ramas, en vez de seguir a la siguiente fase de floración. “Queremos definir este reloj biológico con la mayor resolución en término de los genes que modulan el ritmo de crecimiento”, explica Lippman.

Lo deseable, según los investigadores, es un equilibro entre ambas situaciones, porque la ramificación también supone un gran gasto de energía que luego dificulta el paso de flores a frutos.

“Nuestra idea es que, determinando los genes que definen este reloj, podremos sincronizarlo para obtener la cota de ramificación deseada que parecen haber alcanzado las variedades salvajes”, asegura el investigador.

Biología de sistemas y tecnología punta

Para describir la actividad de todos los genes que intervienen en este proceso, los investigadores han utilizado un método de biología de sistemas –con representaciones matemáticas del problema– y tecnología de secuenciación de última generación.

Analizaron las células madre en cinco etapas diferentes de maduración e identificaron alrededor de 4.000 genes que representan el temporizador. Después, compararon el mecanismo en una variedad mutada que produce una ramificación masiva con una planta salvaje de Perú que produce pocas ramas.

“Nuestros datos muestran que las plantas salvajes han evolucionado de manera que tienen un ligero retraso en la maduración, lo que produce un ligero aumento del número de ramas y, consecuentemente, un incremento del número de frutos”, explica Lippman.

Según los investigadores, una pequeña variación genética puede afectar la arquitectura de ramificación. “Ahora tenemos una lista de genes candidatos que podríamos usar para modificar el reloj y producir tomates con un crecimiento similar a los salvajes”, concluye Lippman.