A medida que las temperaturas globales siguen aumentando, las olas de calor extremas representan una amenaza significativa para la productividad agrícola.
por la Academia China de Ciencias
Estudios estiman que por cada °C de aumento con respecto a los niveles preindustriales, el rendimiento de los cultivos disminuye aproximadamente entre un 6 % y un 8 %. Por lo tanto, la capacidad de las plantas para resistir el estrés térmico es crucial para garantizar la seguridad alimentaria; sin embargo, los mecanismos moleculares subyacentes han permanecido en gran medida desconocidos.
Ahora, sin embargo, un nuevo estudio dirigido por el equipo del profesor Xu Cao en el Instituto de Genética y Biología del Desarrollo (IGDB) de la Academia China de Ciencias arroja luz sobre una estrategia adaptativa que podría ser crucial para el desarrollo de variedades de cultivos resistentes al calor en un contexto de cambio climático creciente. En concreto, el estudio revela un nuevo mecanismo mediante el cual las plantas de tomate mitigan activamente el estrés térmico y estabilizan la producción mediante la reprogramación del desarrollo de las células madre apicales de los brotes .
La investigación fue publicada en Developmental Cell el 2 de abril.
Las células madre del meristemo apical del brote (SAM) son esenciales para la morfogénesis aérea (el proceso mediante el cual las plantas desarrollan estructuras superficiales) e influyen directamente en el rendimiento del cultivo. Sin embargo, el estrés térmico puede causar una diferenciación anormal o incluso la necrosis de estas células madre, lo que resulta en defectos de desarrollo, mortalidad de las plantas y pérdidas significativas de rendimiento. Por lo tanto, comprender cómo las células madre del SAM se adaptan al estrés térmico es crucial para el desarrollo de técnicas de cultivo y el desarrollo de variedades más resilientes.
En su estudio, el profesor Xu Cao y su equipo identificaron un mecanismo molecular clave de adaptación en las plantas de tomate. Bajo estrés térmico, las especies reactivas de oxígeno (ERO) se acumulan y promueven la separación de fases de la Flor de Terminación (FTE), un represor floral. Esta modificación prolonga la represión transcripcional de los genes de identidad floral por los condensados de FTE, reprogramando eficazmente el desarrollo de la SAM. Al retrasar la maduración de los brotes, la planta prolonga su crecimiento vegetativo, lo que le permite evitar transiciones reproductivas prematuras en condiciones desfavorables.
Durante el crecimiento vegetativo temprano, las plantas de tomate pueden entrar en un estado de latencia en respuesta al estrés térmico, suspendiendo temporalmente su proceso de maduración. Una vez que las temperaturas se normalizan, el desarrollo se reanuda, asegurando una producción estable. Se ha demostrado que esta suspensión estratégica previene entre el 34 % y el 63 % de las pérdidas de producción en el primer racimo de frutos, lo que destaca su importante papel en la resiliencia al calor.
El estudio propone que este mecanismo de cobertura de apuestas controlado por redox funciona como una estrategia de supervivencia para las plantas sésiles, permitiéndoles retrasar la floración durante condiciones adversas y al mismo tiempo garantizar el éxito reproductivo una vez que disminuye el estrés ambiental.
Los investigadores destacaron que este descubrimiento proporciona un nuevo marco conceptual para el desarrollo de cultivos climáticamente inteligentes con una estabilidad de rendimiento que responde al medio ambiente. Los conocimientos mecanicistas identificados en este estudio podrían orientar las iniciativas de mejoramiento de precisión destinadas a mejorar la productividad agrícola en un clima cambiante.
Más información: Xiaozhen Huang et al. La explosión de ROS prolonga la condensación transcripcional para ralentizar la maduración del meristemo apical del brote y lograr resiliencia al estrés térmico en el tomate, Developmental Cell (2025). DOI: 10.1016/j.devcel.2025.03.007 . www.cell.com/developmental-cel… 1534-5807(25)00154-6
