Un equipo de investigación ha descifrado el ‘idioma interno‘ con el que los genes del tomate se coordinan para madurar el fruto y responder a la sequía. Esto marca un avance que ha abierto vías concretas para desarrollar cultivos más resistentes en un contexto de cambio climático.
El hallazgo no solo ha esclarecido quién dirige cada proceso y cómo se reparten las funciones. También ha proporcionado una base práctica para intervenir de forma más precisa en la mejora del cultivo.
El Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (CSIC-Universitat de València) ha creado un mapa del metabolismo del tomate que ha identificado redes de genes clave en el estrés hídrico y en el desarrollo del fruto. El trabajo ha revelado que la planta funciona como un sistema distribuido. Raíces, hojas, flores y frutos han organizado su propia estrategia de regulación según el órgano y el entorno. Esa arquitectura explica por qué una misma señal puede tener efectos distintos en cada tejido.
Redes que priorizan según el órgano y el entorno
Para reconstruir esa conversación interna, el equipo ha analizado más de 10.000 conjuntos de datos de expresión génica procedentes de distintos órganos y condiciones ambientales. Además, ha trazado quién influye sobre quién. Según Elena Vidal: ‘finalmente logramos entender quién da las órdenes, quién responde y cómo cambia esa conversación entre una raíz, una hoja o un fruto’.
El tamaño y la diversidad del conjunto de datos han permitido detectar patrones robustos, comparar escenarios y observar cómo cambian las relaciones cuando el agua escasea. Este enfoque ha mostrado qué circuitos toman el control bajo sequía. También se ha visto cómo se reconfigura la prioridad entre crecimiento y supervivencia para reducir pérdidas.
Nodos más influyentes de la red
Publicado en la revista Plant Communications, el estudio ha generado un mapa funcional que ha señalado los nodos más influyentes de la red. Identifica genes que coordinan la tolerancia al estrés hídrico y la maduración.
Al identificar estos puntos de control, los investigadores han ganado una guía para priorizar dianas y combinaciones de genes. Así pueden anticipar efectos en distintos órganos.
Actuar sobre estos nodos puede modular rasgos directamente vinculados a la calidad del fruto. Esto abarca desde el ritmo de maduración hasta procesos metabólicos que condicionan su consistencia y su vida útil. Todo ello tiene un impacto en el manejo poscosecha.
Biografía de sistemas
El cambio de paradigma descrito se apoya en la biología de sistemas. Fuentes de CSIC-UV han subrayado que modificar un solo gen puede arrastrar efectos en toda la red. Por ello conviene diseñar estrategias que consideren el conjunto. En esa línea, Tomás Matus ha señalado: ‘Con esta información podemos diseñar estrategias de mejora genética más inteligentes. Estas estarán basadas en redes completas y no en hipótesis aisladas’. Este marco reduce el riesgo de resultados inesperados y ofrece rutas más realistas para mejorar resiliencia sin sacrificar otros atributos del cultivo.
Herramientas abiertas para acelerar la mejora
Como resultado adicional, los autores han puesto a disposición una plataforma interactiva integrada en el entorno PlantaeViz. Esta ha facilitado explorar las redes reguladoras del tomate de forma visual.
El recurso ha ofrecido acceso abierto para consultar genes, identificar conexiones, y generar subredes personalizadas. También es posible realizar análisis de enriquecimiento, situar genes en el genoma y descargar resultados. Al centralizar datos y funciones en una interfaz única, la plataforma ha simplificado la comparación de hipótesis, la reproducción de análisis y el intercambio de hallazgos dentro de la comunidad.
TomViz
Gracias a la plataforma TomViz, cualquier investigador ha podido aprovechar este repositorio para proponer nuevas estrategias. Estas estrategias están orientadas a cultivos más resistentes a la sequía, más productivos y sostenibles. En un escenario de cambio climático y eventos extremos más frecuentes, Matus ha subrayado: ‘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’. E
s una forma más realista y moderna de entender la biología vegetal frente al cambio climático‘. En conjunto, el mapa de redes y las herramientas abiertas han sentado las bases de un método de mejora que conecta la biología fundamental con decisiones aplicadas en el campo.
