Caracterización de plantas de tomate con polen termotolerante. Estudio de su respuesta a condiciones de estrés por calor

Abstract

[ES] El estrés térmico representa una amenaza importante para la productividad agrícola, afectando procesos clave como la fotosíntesis y la reproducción en cultivos sensibles como el tomate (Solanum lycopersicum). En este trabajo, se evaluó la tolerancia al calor de plantas transgénicas que expresan el gen SlAPX5, una ascorbato peroxidasa, bajo un promotor inducible por calor en condiciones de estrés térmico. Se analizaron parámetros fotosintéticos, como la eficiencia máxima del fotosistema II, así como la capacidad de germinación del polen. Los resultados mostraron que, bajo condiciones de estrés térmico a 50 °C, las plantas transgénicas mantuvieron niveles significativamente más altos de clorofila y una mayor actividad fotosintética en comparación con las plantas silvestres, que mostraron una reducción drástica de estos parámetros. Además, el polen de las plantas transgénicas presentó una mayor capacidad de germinación a temperaturas elevadas, destacando su resistencia reproductiva. Estos resultados sugieren que la inducción de pHS:SlAPX5 contribuye a la reducción de especies reactivas de oxígeno, preservando la integridad del aparato fotosintético y la viabilidad del polen bajo condiciones de estrés. Este estudio destaca el potencial de las estrategias biotecnológicas basadas en genes antioxidantes como SlAPX5 para mitigar los efectos del calor extremo en cultivos agrícolas, proporcionando una herramienta valiosa para la mejora de la resistencia al cambio climático.

[EN] Heat stress represents a significant threat to agricultural productivity, affecting key processes such as photosynthesis and reproduction in sensitive crops like tomato (Solanum lycopersicum). In this study, the heat tolerance of transgenic plants expressing the SlAPX5 gene, an ascorbate peroxidase, under a heat-inducible promoter was evaluated under thermal stress conditions. Photosynthetic parameters, such as the maximum efficiency of photosystem II, as well as pollen germination capacity, were analyzed. The results showed that, under heat stress conditions at 50 °C, transgenic plants maintained significantly higher chlorophyll levels and greater photosynthetic activity compared to wild-type plants, which exhibited a drastic reduction in these parameters. Furthermore, pollen from transgenic plants demonstrated higher germination capacity at elevated temperatures, highlighting their reproductive resilience. These findings suggest that the induction of pHS: SlAPX5 contributes to the reduction of reactive oxygen species (ROS), preserving the integrity of the photosynthetic apparatus and pollen viability under stress conditions. This study underscores the potential of biotechnological strategies based on antioxidant genes such as SlAPX5 to mitigate the effects of extreme heat in agricultural crops, providing a valuable tool for enhancing resilience to climate change