El «priming» térmico mejora la tolerancia al calor y el rendimiento de los tomates tras un estrés térmico recurrente
Unos investigadores descubren un gen que dota a los tomates de «memoria térmica»
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Los tomates pueden prepararse para el estrés térmico recurrente. Investigadores del Instituto Leibniz de Ciencias Hortícolas (IGZ) han demostrado, tanto en condiciones controladas como en el campo, que un estrés térmico moderado mejora la respuesta de las plantas de tomate ante un estrés térmico posterior y puede aumentar significativamente el rendimiento de los frutos. El equipo también identificó reguladores moleculares clave de la memoria del estrés térmico en un estudio publicado en «The Plant Journal».
Las altas temperaturas pueden afectar significativamente al crecimiento y al rendimiento de los cultivos, incluido el tomate. Un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de investigación dirigido por la Dra. Justyna Olas (IGZ) ha demostrado ahora que los tomates pueden responder mejor al estrés térmico posterior tras una exposición moderada al calor. La «preparación térmica» reprograma a las plantas en respuesta a un estrés térmico moderado inicial, lo que les permite conservar un recuerdo del episodio de estrés durante varios días y responder de forma más rápida y eficaz al estrés térmico posterior.
Los investigadores estudiaron inicialmente plantas de tomate de la variedad «Moneymaker» en condiciones controladas. Tras una exposición moderada al calor, las plantas fueron sometidas a un estrés térmico grave y recurrente varios días después. Mientras que las plantas no preparadas sufrieron daños considerables, las que habían sido expuestas previamente a un calor moderado fueron capaces de soportar mejor el estrés. El efecto protector del «priming» duró más tiempo que en la planta modelo Arabidopsis thaliana: aún se observaba un efecto protector cuantificable tras un intervalo de diez días entre la exposición inicial al calor y el estrés térmico recurrente. Sin embargo, este efecto disminuyó a medida que se prolongaba la fase de memoria y dejó de ser detectable al cabo de 20 días. Por lo tanto, el estudio demuestra que la duración de la memoria térmica varía entre las distintas especies vegetales.
El efecto posterior sobre la productividad es especialmente relevante para la horticultura. En condiciones controladas, las plantas expuestas a un calor moderado y sometidas posteriormente a un estrés térmico grave recurrente produjeron, de media, un 41 % más de frutos que las plantas de control no sometidas a estrés térmico. La masa total de los frutos también fue mayor, lo que sugiere que las plantas preparadas térmicamente tras un estrés térmico recurrente produjeron un mayor rendimiento. Los análisis de β-caroteno y luteína como marcadores de calidad tampoco mostraron diferencias significativas, lo que indica que la calidad de los frutos no se ve afectada.
El efecto también se observó en condiciones ambientales no controladas. En un ensayo de campo realizado en 2025 en Großbeeren, las plantas que fueron expuestas inicialmente a un calor moderado y posteriormente sometidas a estrés térmico recurrente produjeron alrededor de un 53 % más de frutos que las plantas de control no sometidas a estrés térmico. La masa total de los frutos también fue mayor. Dado que la temperatura, la luz y la humedad variaron durante el experimento y que este solo se llevó a cabo una vez, los resultados aún no permiten extraer conclusiones sobre los efectos de dicho tratamiento en diferentes condiciones prácticas. No obstante, los resultados sugieren que el «priming» térmico podría constituir una estrategia prometedora para aumentar la producción de frutos en condiciones de campo tras un estrés térmico recurrente.
Los investigadores también estudiaron la respuesta de las plantas de tomate al estrés térmico recurrente a nivel molecular. Mediante la secuenciación del ARN del tejido del meristemo apical del tallo, identificaron 267 genes que se activaron con especial intensidad tras el estrés térmico inicial y durante el estrés térmico posterior. Estos denominados genes de tipo II de la memoria térmica transcripcional incluyen SlBAG6 y SlHSFA2, un factor de transcripción que desempeña un papel central en la respuesta de memoria térmica.
En las plantas de tomate modificadas con CRISPR que carecían de SlHSFA2 funcional, la capacidad de experimentar el «preparación térmica» se perdió en gran medida. La recuperación del meristemo apical del tallo tras el estrés térmico recurrente también se vio afectada. Análisis posteriores revelaron que SlHSFA2 regula la activación del gen SlBAG6. Además, SlHSFA2 interactúa con otros factores de transcripción, los FACTORES DE RESPUESTA AL ETILENO (SlERF), que, junto con SlHSFA2, potencian la activación de SlBAG6. Cuando se silenciaron temporalmente los SlERF de forma individual, se redujo la tolerancia al calor. Por lo tanto, los resultados apuntan a un módulo regulador en el que participan SlHSFA2 y SlERF y que contribuye a la memoria térmica transcripcional.
Los hallazgos demuestran que la memoria del estrés térmico también puede tener una función adaptativa en un importante cultivo hortícola y sientan las bases para futuras investigaciones sobre este mecanismo y su posible aplicación en el desarrollo de tomates resistentes al calor. Sin embargo, aún no está claro cómo la respuesta molecular de memoria del estrés contribuye en última instancia a un mayor rendimiento.
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