Científicos chilenos descifran los mecanismos genéticos que permiten a frutales resistir la sequía

La crisis hídrica se ha convertido en uno de los principales desafíos para la fruticultura mundial. Se estima que las sequías provocan más del 75% de las pérdidas agrícolas a nivel global, afectando la productividad y rentabilidad de los huertos.

En este contexto, una investigación en la que participaron científicos del Centro de Estudios Avanzados en Fruticultura (CEAF) logró identificar los mecanismos moleculares que permiten a ciertos portainjertos de frutales de carozo tolerar mejor el déficit hídrico, aportando nuevas herramientas para desarrollar una agricultura más resiliente al cambio climático.

El estudio "Integration of lipidomics and transcriptomics provides new insights into lipid metabolism in response to water deficit in Prunus spp. rootstock leaves", revela cómo algunos árboles activan una especie de "escudo molecular" que les permite mantener su funcionamiento bajo condiciones severas de escasez de agua.

La investigación fue realizada por un académico de la Escuela de Agronomía de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (PUCV), en colaboración con los investigadores principales de CEAF, Dra. Paula Pimentel, Dr. Ariel Salvatierra, Dr. Ismael Opazo y Dr. Guillermo Toro.

A través del Laboratorio de Fisiología del Estrés de CEAF, encargado de las investigaciones en condiciones de campo, se obtuvieron las muestras vegetales que posteriormente fueron analizadas por el equipo del Agrifood Lab de la PUCV. Esta colaboración permitió profundizar en el conocimiento sobre la adaptación de distintos portainjertos de frutales de carozo frente a la escasez hídrica.

Un experimento bajo condiciones extremas

Para evaluar la respuesta de las plantas, los científicos trabajaron con ejemplares de un año de edad de dos portainjertos comerciales del género Prunus: ROOTPAC®40 (R40), reconocido por su tolerancia a la sequía, y ROOTPAC®20 (R20), más susceptible al estrés hídrico.

Ambos materiales fueron sometidos a una reducción del riego durante 33 días consecutivos. Posteriormente, mediante herramientas de lipidómica y transcriptómica —tecnologías que permiten estudiar en detalle compuestos grasos y la expresión genética— se analizaron los cambios ocurridos en hojas y raíces.

El análisis identificó 476 tipos de lípidos y evidenció diferencias significativas entre ambos portainjertos. En el caso de R40, las hojas activaron genes responsables de producir 163 lípidos específicos, entre ellos ceramidas y ácidos grasos insaturados.

Estos compuestos contribuyen a mantener la integridad y flexibilidad de las membranas celulares durante episodios de sequía, permitiendo que la planta optimice el uso del agua disponible y sostenga procesos esenciales como la fotosíntesis.

Según los investigadores, este mecanismo funciona como un verdadero sistema de protección que ayuda a reducir el impacto fisiológico del estrés hídrico.

Uno de los hallazgos más relevantes fue que este proceso ocurrió principalmente en las hojas y no en las raíces.

Aunque las raíces son responsables de captar agua desde el suelo, las hojas enfrentan directamente los efectos de la radiación solar y la pérdida de humedad por evaporación. Por ello, el portainjerto tolerante prioriza la protección de estos tejidos para mantener activa la producción de energía necesaria para la supervivencia del árbol.

En contraste, el portainjerto sensible R20 mostró una respuesta opuesta. Bajo condiciones de sequía, disminuyó la activación de genes relacionados con la síntesis de lípidos, provocando un deterioro de las membranas celulares.

Como consecuencia, la conductancia estomática se redujo en un 92%, lo que implicó el cierre casi total de los estomas para evitar pérdidas de agua. Sin embargo, esta estrategia también limitó el intercambio gaseoso y afectó severamente la capacidad fotosintética de la planta.

Aplicaciones para la fruticultura

Los resultados del estudio podrían tener importantes implicancias para el sector agrícola. Por una parte, permitirían desarrollar métodos de selección temprana de portainjertos con mayor tolerancia a la sequía, reduciendo los tiempos y costos asociados a los ensayos tradicionales en campo.

Además, los investigadores señalan que esta información podría servir como base para futuras herramientas biotecnológicas, incluyendo el desarrollo de bioestimulantes orientados a favorecer la producción de estos compuestos protectores antes o durante periodos de déficit hídrico.

En un escenario marcado por el avance del cambio climático y la creciente presión sobre los recursos hídricos, comprender cómo las plantas activan sus propios "interruptores genéticos" para resistir la sequía podría ser clave para asegurar la sostenibilidad y competitividad de la fruticultura en las próximas décadas.

*Fotografías Centro de Estudios Avanzados en Fruticultura (CEAF).

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