Científicos de la Universidad Agrícola de Nanjing han identificado el gen PtrPAT1 en Poncirus trifoliata, un pariente robusto de los cítricos, que mejora la tolerancia al frío al regular la acumulación de glicina betaína. Este descubrimiento ofrece nuevas vías para desarrollar variedades de cítricos más resistentes al frío, cruciales frente a los desafíos del cambio climático
Nanjing Agricultural University The Academy of Science / 10 de marzo, 2025.- Un estudio pionero ha descubierto el papel de un gen clave, PtrPAT1, en el aumento de la tolerancia al frío en plantas de cítricos mediante la regulación de la acumulación de glicina betaína (GB). Este avance no solo profundiza nuestra comprensión de cómo las plantas afrontan el estrés por frío, sino que también abre la puerta al desarrollo de variedades de cítricos resistentes al frío, lo que podría revolucionar la producción mundial de cítricos ante el cambio climático.
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Las plantas de cítricos, tradicionalmente cultivadas en climas tropicales y subtropicales, son muy vulnerables al estrés por frío, lo que puede afectar drásticamente tanto el rendimiento como la calidad de la fruta. Con el cambio climático provocando olas de frío más frecuentes e intensas, la demanda de variedades de cítricos que puedan soportar estas condiciones nunca ha sido tan apremiante. Si bien estudios previos han señalado el papel protector de la glicina betaína (GB) en plantas sometidas a estrés por frío, las vías moleculares que rigen la acumulación de GB no han sido del todo claras, hasta ahora. Esta investigación aborda esta brecha, ofreciendo nuevos conocimientos genéticos para mejorar la tolerancia al frío de los cítricos.
En un estudio reciente (DOI: 10.1093/hr/uhae296) publicado el 23 de octubre de 2024 en Horticulture Research, un equipo internacional de científicos de la Universidad de Medicina China de Guangxi y la Universidad Agrícola de Huazhong identificó el gen PtrPAT1 en Poncirus trifoliata, un pariente robusto de los cítricos conocido por su resistencia al frío. Sus hallazgos revelan que PtrPAT1 desempeña un papel crucial en la tolerancia al frío al estimular la biosíntesis de GB, lo que proporciona una herramienta genética potencial para mejorar la resistencia al frío en cultivos comerciales de cítricos.
La investigación se centró en el gen PtrPAT1, que pertenece a la familia de factores de transcripción GRAS y presenta una alta sensibilidad al estrés por frío. El equipo descubrió que PtrPAT1 se localiza tanto en el núcleo como en la membrana plasmática, donde activa el gen PtrBADH-1, un factor clave en la producción de GB. Mediante modificación genética, los investigadores demostraron que la sobreexpresión de PtrPAT1 en plantas de tabaco transgénicas aumentó la acumulación de GB, potenció la actividad enzimática antioxidante y mejoró la tolerancia al frío. Por el contrario, el silenciamiento de PtrPAT1 resultó en niveles más bajos de GB y un marcado aumento de la sensibilidad al frío. Cabe destacar que el equipo identificó un motivo de ADN específico, TTTCATGT, en el promotor PtrBADH-1, que se une a PtrPAT1 para activar la expresión génica, lo que confirma su función como activador transcripcional. Estos hallazgos posicionan a PtrPAT1 como un regulador crítico del estrés por frío, allanando el camino para una posible ingeniería genética en cultivos de cítricos.
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El Dr. Ji-Hong Liu, coautor del estudio, enfatizó la importancia de estos hallazgos: «Esta investigación marca un gran avance en la comprensión de cómo las plantas de cítricos gestionan el estrés por frío. La identificación de PtrPAT1 y su papel en la regulación de la biosíntesis de GB abre nuevas vías para el desarrollo de variedades de cítricos resistentes al frío, que son vitales a medida que el cambio climático continúa impactando la productividad agrícola».
Las implicaciones de este descubrimiento se extienden mucho más allá del cultivo de cítricos. La capacidad de aprovechar PtrPAT1 podría conducir a la creación de variedades de cítricos modificados genéticamente con mayor resiliencia al estrés por frío, reduciendo las pérdidas de cultivos y estabilizando los rendimientos en regiones vulnerables. Además, esta investigación podría inspirar estrategias genéticas similares en otros cultivos, proporcionando una hoja de ruta para mejorar la resistencia al estrés en la agricultura. Dado que el cambio climático continúa amenazando la seguridad alimentaria mundial, innovaciones como estas serán cruciales para garantizar la sostenibilidad y la resiliencia de la producción agrícola.