Variaciones genéticas podrían aumentar el rendimiento de plantas de tomate hasta un 100%

IMG_5047Los científicos en el Laboratorio de Cold Spring Harbor (CSHL) anunciaron un nuevo método para aumentar de manera drástica los rendimientos de los cultivos del tomate. Un equipo dirigido por Zachary Lippman, Profesor asociado de la Facultad de Ciencias Biológicas de Watson, en el Laboratorio de Cold Spring Harbor, Nueva York (EUA), en colaboración con sus colegas israelíes, ha descubierto un conjunto de variaciones genéticas que pueden mejorar la producción en las plantas de tomate de hasta en un 100%.

Los fitomejoradores podrán combinar diferentes variantes dentro del conjunto genético para crear la arquitectura óptima de las plantas en las distintas variedades y para las distintas condiciones de crecimiento.

Los conjuntos de mutaciones permitirán que los productores aumenten al máximo sus rendimientos en el tomate y de manera potencial, el rendimiento en muchas otras plantas de flor, incluyendo cultivos básicos como la soya. “De manera tradicional los fitomejoradores han confiado en la variación natural de los genes vegetales para aumentar el rendimiento; sin embargo las ganancias de rendimiento están estancándose,” nota Lippman. “Existe una necesidad inmediata de que los fitomejoradores encuentren nuevos métodos para producir más alimentos.”

En términos científicos generales, Lippman explica que “la arquitectura de las plantas es el resultado de un equilibrio delicado entre el crecimiento vegetativo — brotes y hojas — y la producción de flores y frutos. Para aumentar los rendimientos de los cultivos, queremos plantas que produzcan tantas flores y tantos frutos como sea posible; sin embargo, esto requiere energía, la energía que se produce en las hojas.”

En los tomates y en otras plantas de flor, el equilibrio entre el crecimiento vegetativo y las flores se controla mediante un par de hormonas opuestas, llamadas florigen y anti-florigen.

El trabajo anteriormente realizado por Lippman y sus colegas israelíes demostraron que una mutación en florigen puede cambiar el balance entre el crecimiento vegetativo y la floración, modificando la arquitectura de la planta para aumentar el rendimiento. Esto sugiere que tal vez el equilibrio entre florigen y anti-florigen no sea el óptimo en las plantas de tomate, a pesar de los siglos durante los que se ha realizado el fitomejoramiento con variantes naturales. En un estudio publicado en Nature Genetics, el equipo de Lippman identificó una serie de nuevas mutaciones genéticas que permiten por primera vez encontrar una forma de refinar el equilibrio entre florigen y anti-florigen. Esto aumenta al máximo la producción de frutos sin comprometer la energía de las hojas que se requiere para soportar el desarrollo de esos frutos.

“Mezclamos e igualamos todas las mutaciones,” explicó Lippman. “Somos capaces de producir plantas con un rango amplio de arquitecturas. Juntas, nuestra colección de mutaciones forma un equipo de herramientas poderosas para que los fitomejoradores establezcan un nuevo nivel óptimo en la floración y la arquitectura que les permita obtener ganancias en rendimiento que antes se consideraban inalcanzables.”

El beneficio sin precedentes del juego de herramientas, dice Lippman, es que permite a los productores adaptar las variaciones genéticas de manera específica a las distintas variedades y a las distintas condiciones de crecimiento. “Por ejemplo, encontramos que las diferentes combinaciones aumentan los rendimientos de los tomates “cherry” y otros tomates para el mercado de productos frescos, en comparación con los tomates que son procesados para producir salsas, cátsup y otros productos enlatados. Hemos probado este principio en fondos genéticos múltiples durante varios años y bajo distintos ambientes y el juego de herramientas siempre ha proporcionado nuevos rendimientos máximos.”

Es muy probable que estos resultados se apliquen de manera general a otros cultivos que producen flor; dice Lippman. Se sabe que las mutaciones que afectan a florigen y anti-florigen desempeñan un papel importante en el control de la arquitectura de las plantas en los cultivos oleaginosos como la colza y el girasol, y pueden aplicarse en esos casos. Sin embargo, el equipo desea empezar a trabajar con cultivos de alimentos básicos como la soya, la cual comparte muchas similitudes en cuanto a necesidades de crecimiento con el tomate.

Fuente: Nota de Prensa, Cold Spring Harbor.

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