Los tomates que se ven en aqu\u00ed corresponden a la imagen popular de un mutante: de m\u00ednima son raros. Una alteraci\u00f3n gen\u00e9tica espont\u00e1nea transform\u00f3 los estambres que caen cuando la flor se seca en \u00f3rganos reproductivos femeninos, la parte que da origen al fruto. El resultado de ello son tomates m\u00faltiples, como gemelos siameses. Generalmente invisible a los ojos legos, la mayor parte de las mutaciones no escapa a los expertos, que descubrieron en los mutantes una herramienta para entender la intimidad de las plantas, en sus genes y hormonas. S\u00f3lo entendemos realmente la funci\u00f3n de un gen si conocemos sus variaciones, comenta L\u00e1zaro Peres, agr\u00f3nomo de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP), en Piracicaba.<\/p>\n
Para entender como los genes y las hormonas regulan las plantas, el investigador adopt\u00f3 una variedad de tomate en miniatura, conocida como Micro-Tom. S\u00e3o plantas peque\u00f1as y con ciclo de vida r\u00e1pido. En un invernadero \u00e9l mantiene alrededor de 3 mil tomateros, que con solamente 8 cent\u00edmetros de altura y 70 d\u00edas de edad est\u00e1n cargados de frutos y acumulan mutaciones para todos los gustos. Con la ayuda de esos mutantes, el grupo de la Esalq ha conseguido profundizar en el conocimiento sobre como las plantas resisten la sequ\u00eda, perciben luz y desarrollan frutos con pulpa m\u00e1s concentrada.<\/p>\n
En el 2006 Peres descubri\u00f3 un gen que regula la eficiencia en el uso de agua por la planta, que bautizo de Well. Significa pozo en ingles, pero es tambi\u00e9n el nombre dado a cada hueco de la bandeja donde cultiva sus tomateros; y es una sigla, que traducida significa loco de econom\u00eda de agua en Lycopersicon. La mutaci\u00f3n del gen Well es una variaci\u00f3n gen\u00e9tica natural que controla la diferenciaci\u00f3n celular y permite sobrevivir en condiciones \u00e1ridas. Ella define, por ejemplo, la proporci\u00f3n de c\u00e9lulas que dar\u00e1n origen\u00a0 a estomas, los poros de respiraci\u00f3n y transpiraci\u00f3n localizados en la superficie de las hojas. Adem\u00e1s de afectar el n\u00famero de estomas, la mutaci\u00f3n Well produce estructuras anat\u00f3micas que permiten que la planta realice m\u00e1s fotos\u00edntesis con menos agua. El proyecto continua en las manos del cursante de post-doctorado Ricardo Fornazier, que est\u00e1 haciendo mediciones para llenar los detalles de como funciona ese proceso, \u00fatil para reducir el volumen de agua necesario en el cultivo no s\u00f3lo de tomates, sino tambi\u00e9n de la agricultura como un todo.<\/p>\n
Adem\u00e1s de las mutaciones, una fuente importante de variaci\u00f3n gen\u00e9tica son las especies emparentadas. El equipo de la Esalq fue a buscar esas variaciones en Lycopersicon hirsutum, un pariente pr\u00f3ximo del tomate dom\u00e9stico (L. esculentum). Sus hojas y frutos peludos (hirsutos, como dice el nombre cient\u00edfico) permiten resistir a insectos, adem\u00e1s de la planta ser podada por el fr\u00edo de la cordillera de los Andes, donde crece naturalmente. Con cruzamientos entre las dos especies, t\u00e9cnica usada desde que el hombre es agricultor, Peres obtuvo micro tomateros resistentes al fr\u00edo. Estamos interesados en estudiar variaciones gen\u00e9ticas silvestres, pues ellas surgieron como respuesta a la selecci\u00f3n natural, explica. El suceso de Micro-Tom como modelo vegetal pone al agr\u00f3nomo de la Esalq en posici\u00f3n de realce: En ninguno lugar del mundo existe una colecci\u00f3n de mutantes como la que tenemos. Pero los genes no bastan para entender la fisiolog\u00eda de las plantas. Peres explica que los responsables por moldear buena parte de las caracter\u00edsticas y de las funciones vitales son las hormonas, que hasta recientemente eran muy poco conocidas hasta que los investigadores comenzaron a usar mutantes. Para estudiar las hormonas vegetales, \u00e9l crea tomateros con mutaciones que los convierten insensibles a la acci\u00f3n de esas sustancias.<\/p>\n
Adem\u00e1s de los genes Las hormonas son tambi\u00e9n usadas en la producci\u00f3n de mudas a partir de estacas. Para cada especie los cultivadores aplican las hormonas auxina y citocinina, por intento y error, hasta llegar a una combinaci\u00f3n que induzca un pedazo de la planta a producir ra\u00edces y tallos. Para convertir ese proceso menos emp\u00edrico, el investigador busca entender como funciona la competencia de las plantas, que es la capacidad de las c\u00e9lulas de dar origen a cualquier tipo de tejido. Al contrario de las c\u00e9lulas madre animales, que concentran su versatilidad en la fase embrionaria, las plantas necesitan c\u00e9lulas competentes durante toda\u00a0 su vida \u00a0para en cualquier momento producir ra\u00edces, hojas, frutos, flores y tallo.<\/p>\n En el laboratorio de la Esalq, los estudiantes alinean pedacitos de hojas en placas con una gelatina nutritiva: de aquellas retiradas de los mutantes para el gen Rg1, nombre derivado de regeneraci\u00f3n, en dos d\u00edas brotan ra\u00edces del borde de fragmento de hoja. El gen Rg1 fue descubierto en un pariente silvestre del tomatero por un investigador holand\u00e9s, que distribuy\u00f3 semillas por todo el mundo. Peres transfiri\u00f3 el gen para Micro-Tom para producir y estudiar dubles-mutantes. As\u00ed, \u00e9l y su alumna de doctorado Simone Lombardi verificaron que el gen de la competencia act\u00faa en consonancia con las hormonas auxina y giberelina. Una proporci\u00f3n m\u00e1s baja de giberelina aumenta la competencia de la planta \u00a0que en medio del cultivo en laboratorio producir\u00e1 m\u00e1s tallos a partir de los pedazos de hoja. Adem\u00e1s de facilitar la producci\u00f3n de mudas para uso agr\u00edcola, entender esos procesos abre caminos para generar plantas transg\u00e9nicas en gran escala.<\/p>\n La relaci\u00f3n entre competencia y desarrollo es \u00edntima y se manifiesta en diversas situaciones de la vida de la planta. Las c\u00e9lulas de las hojas acostumbran ser poco competentes: una hoja es un callej\u00f3n sin salida, nada brotar\u00e1 de all\u00ed. La punta de las ramas, al contrario, tiene c\u00e9lulas responsables por el crecimiento de la planta y de la producci\u00f3n continua de hojas, frutos, ramas y flores. En plantas de competencia aumentada las c\u00e9lulas de las hojas tienen mayor propensi\u00f3n a dar origen a otras estructuras. Por eso se desarrollan m\u00e1s lentas y generan bordes serrillados, recortados o hasta subdivididos en fol\u00edolos, en un crecimiento que corresponde al grado de competencia. Una hoja compuesta est\u00e1 a un paso de convertirse en un tallo con crecimiento abierto, explica Peres, en contraposici\u00f3n al crecimiento cerrado tal\u00a0 callej\u00f3n sin salida que caracteriza las hojas.<\/p>\n Para todos Uno de los genes encontrados en la Esalq induce a la planta a producir frutos m\u00e1s carnosos un par\u00e1metro conocido como grado brix, que mide la proporci\u00f3n de s\u00f3lidos solubles (\u00e1cidos org\u00e1nicos y az\u00facares) en la pulpa. El grado brix de un tomatero normal no pasa de 5, pero el grupo de la Esalq consigui\u00f3 generar un mutante con brix 10, un resultado sin precedentes. Adem\u00e1s de tener uso directo para mejor\u00edas, el resultado demuestra el valor del tomatero como modelo vegetal. El mismo gen puede afectar el brix en otras especies con frutos carnosos, como la naranja y el caf\u00e9. La planta Arabidopsis, modelo m\u00e1s usado para estudios en bot\u00e1nica, tienen frutos secos y por eso lo que se ve en ella no se aplica a las especies con frutos de importancia econ\u00f3mica.<\/p>\n Peres usa sus mutantes tambi\u00e9n como material did\u00e1ctico. En clases pr\u00e1cticas de cursos universitarios de fisiolog\u00eda vegetal, los estudiantes son orientados a aplicar hormonas en plantas para ver cuales son las alteraciones causadas. Como las hormonas son muy caras, explica el investigador, cultivar plantas mutantes para determinadas hormonas sale mucho m\u00e1s barato. En una asignatura de graduaci\u00f3n en el curso de biolog\u00eda de la Esalq, \u00e9l dio a los alumnos semillas de tomateros mutantes. Cada grupo recibi\u00f3 un tipo diferente, no identificado. A lo largo del curso ellos plantaron las semillas y acompa\u00f1aron el crecimiento de las plantas. Al reunir el conocimiento adquirido en las clases te\u00f3ricas a las propias observaciones, hasta el fin del semestre los estudiantes deb\u00edan descubrir cual funci\u00f3n hab\u00eda sido la afectada por la alteraci\u00f3n gen\u00e9tica. Tuvo mucho \u00e9xito, fue un ejercicio estimulante que involucr\u00f3 a los alumnos,\u00a0 conmemora el profesor.<\/p>\n El tomatero recorri\u00f3 un camino aventurero desde su origen en los Andes hasta el Micro-Tom de las aulas en Piracicaba. Fue domesticado por los aztecas, que vivieron entre los siglos XIV y XVI en lo que ahora es M\u00e9xico, donde los tomateros no nac\u00edan espont\u00e1neamente. Al colonizar el imperio azteca, los espa\u00f1oles llevaron las plantas de frutos rojos para\u00a0 Europa como ornamentales, por miedo que fuesen t\u00f3xicas. Fueron los italianos los que no resistieron a la apariencia apetitosa, incorporaron el tomate en su culinaria y desarrollaron variedades mejoradas que despu\u00e9s se esparcieron por el mundo. Hoy \u00e9l es un modelo prometedor que abri\u00f3 rutas de investigaci\u00f3n que deben ayudar a desvelar el funcionamiento gen\u00e9tico y hormonal de varias especies con valor econ\u00f3mico, y quien sabe de las plantas en general.<\/p>\n El Proyecto
\n<\/strong>Algunos de los mutantes de la Esalq ayudan a entender como las plantas perciben la luz. Cuando hay sol, es necesario avisar al organismo que es hora de producir clorofila para la fotos\u00edntesis, el proceso que usa la luz solar para convertir el gas carb\u00f3nico en az\u00facares, la reserva de energ\u00eda de las plantas. Los responsables por esa visi\u00f3n vegetal son pigmentos llamados fitocromos. Un mutante con deficiencia de fitocromo recibe mal la luz, y aunque que este en pleno sol queda amarillento y con ramas largas, como si le faltase luminosidad. El alumno de doctorado Rog\u00e9rio Carvalho consigui\u00f3 generar mutantes duplos, que combinan la mutaci\u00f3n del fitocromo con otras que convierten a la planta insensible a\u00a0 hormonas espec\u00edficas, para investigar cuales de ellas el fitocromo usa para modular la respuesta de la planta a la luz. Descubrir que una alta respuesta a la luz envuelve una concentraci\u00f3n baja de giberelina y alta de citocinina. Peres explica que el descubrimiento tiene aplicaci\u00f3n directa, pues el nivel de esas hormonas puede ser manipulado adicionando sustancias qu\u00edmicas a la planta.<\/p>\n
\n<\/strong>La colecci\u00f3n de tomateros mutantes permite que se investiguen los misterios de las plantas hasta entonces inaccesibles. Pero Peres no tiene la intenci\u00f3n de monopolizar el tomatal: \u00e9l est\u00e1 a la disposici\u00f3n de otros investigadores y perfeccionistas aquellos que buscan mejorar las propiedades de las plantas con valor comercial.<\/p>\n
\n<\/strong>Bases gen\u00e9ticas y bioqu\u00edmicas de la competencia utilizando un micro tomatero como modelo<\/em>
\nModalidad
\n<\/em><\/strong>L\u00ednea Regular de Auxilio a la Investigaci\u00f3n – Joven Investigador
\nCoordinador
\n<\/strong><\/em>L\u00e1zaro Eust\u00e1quio Pereira Peres – Esalq\/USP
\nInversi\u00f3n
\n<\/em><\/strong>224.126,65 reales (FAPESP)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Tomateros mutantes ayudan a develar genes y hormonas que regulan la vida de las plantas","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[],"coauthors":[95],"class_list":["post-83372","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83372","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=83372"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83372\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=83372"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=83372"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=83372"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=83372"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}