Recientemente, el equipo de investigación de la Universidad de Hainan y el Laboratorio Nacional de la Bahía de Yazhou ha logrado un avance importante en la investigación de tomate, con resultados publicados en la revista Horticulture Research. Este estudio revela el rol clave del gen SlAAP6 en el crecimiento y la tolerancia a la salinidad del tomate, proporcionando una nueva dirección para la mejora genética del tomate y enfrentar desafíos agrícolas.

El tomate es rico en múltiples metabolitos esenciales, sin embargo, durante el proceso de domesticación, su contenido de aminoácidos, especialmente aminoácidos de cadena ramificada (BCAA, incluyendo isoleucina, leucina y valina), ha cambiado significativamente. Estos BCAA son cruciales para el desarrollo vegetal y la respuesta al estrés, pero los mecanismos de transporte en tomate no estaban claros previamente. Al mismo tiempo, aunque estudios previos indicaban que los transportadores de aminoácidos son clave para la distribución de nutrientes y adaptación al estrés en otros cultivos, se sabe poco sobre su rol en la tolerancia a la salinidad del tomate. Por lo tanto, es urgente investigar el control genético del transporte de aminoácidos de cadena ramificada y su impacto en el crecimiento y la adaptación al estrés.

El equipo de investigación, mediante estudios de asociación genómica completa metabólica y caracterización funcional, descubrió que el gen SlAAP6 es un participante principal en el crecimiento y la tolerancia a la salinidad del tomate. Este gen media la absorción y transporte de aminoácidos de cadena ramificada (BCAA), mejorando así la acumulación de biomasa y la resistencia a la sal. Este descubrimiento no solo aclara una vía fisiológica clave, sino que proporciona un objetivo valioso para la mejora genética del tomate.

En el proceso de investigación específico, los investigadores realizaron estudios de asociación genómica completa en 374 variedades de tomate, determinando que el gen SlAAP6 está relacionado con altos niveles de BCAA. El análisis funcional confirmó ulteriormente que SlAAP6 es un transportador de aminoácidos de alta afinidad, localizado en la membrana plasmática y el retículo endoplásmico.

Los resultados experimentales muestran que la sobreexpresión de SlAAP6 aumenta significativamente los niveles de aminoácidos de cadena ramificada (BCAA) en raíces y tallos, promueve la acumulación de biomasa y eleva el contenido de nitrógeno; mientras que los mutantes de eliminación muestran deficiencia en la absorción de aminoácidos y retraso en el crecimiento. Bajo estrés salino, en comparación con el tipo silvestre y los mutantes, las líneas de sobreexpresión de SlAAP6 exhiben mayor elongación de raíces, menor acumulación de especies reactivas de oxígeno (ROS). Además, la aplicación exógena de aminoácidos de cadena ramificada (BCAAs), especialmente leucina, mejora aún más la tolerancia a la salinidad en plantas de sobreexpresión de SlAAP6, pero no rescata los defectos de crecimiento en mutantes. El análisis molecular detallado indica que la activación de SlAAP6 mejora la expresión de genes relacionados con la proliferación radicular y la defensa antioxidante, destacando su rol dual en el transporte de nutrientes y la mitigación del estrés.

El autor correspondiente del estudio, el profesor Shou-Chu Wang, indicó: “Nuestros resultados muestran que el transportador de aminoácidos SlAAP6 es un regulador potente del crecimiento y la resistencia del tomate. Al promover la acumulación y transporte de aminoácidos de cadena ramificada, no solo podemos mejorar la vitalidad de la planta, sino también su adaptabilidad a entornos adversos como la salinidad del suelo. Esto abre nuevas vías para estrategias de mejoramiento enfocadas en mejorar la nutrición de cultivos y la sostenibilidad”.

SlAAP6 se identifica como el principal regulador del transporte de BCAA, trayendo esperanza para criar variedades de tomate con mayor valor nutricional, crecimiento más rápido y mayor tolerancia a la salinidad. Los tomates cultivados mediante ingeniería genética de SlAAP6 podrían ser más adecuados para crecer en suelos salinos, abordando efectivamente desafíos agrícolas causados por el cambio climático y la degradación del suelo. Además, esta estrategia se puede extender a otros cultivos donde la homeostasis de aminoácidos es crucial para el rendimiento óptimo y la adaptación al estrés, contribuyendo a la seguridad alimentaria global y el desarrollo de la agricultura sostenible.