El reto de producir fresas con disponibilidad reducida de agua: Investigando el papel de las paredes celulares y la memoria del estrés por sequía

El cambio climático plantea un gran desafío para la producción de frutos de alta calidad. El aumento de la temperatura y la limitación de los recursos hídricos podrían tener repercusiones importantes en la tasa de maduración y la calidad del fruto. Este aspecto es de vital importancia en un cultivo como la fresa, dado que el 80% de la producción española se dedica a la exportación. En situaciones de déficit hídrico, la pérdida de agua en los tejidos reduce la presión de turgencia y afecta directamente a la extensibilidad de las paredes celulares, limitando el crecimiento y la productividad de las plantas. Investigar la relación entre la pérdida de agua y la estructura y composición de la pared celular es fundamental para comprender cómo las plantas responden al déficit hídrico, así como para el desarrollo de cultivares tolerantes a la sequía. Por otro lado, en algunas especies se ha demostrado que, tras la exposición a un estrés, la planta experimenta cambios epigenéticos, fisiológicos y metabolómicos que modifican su respuesta frente a estreses similares futuros. Se ha propuesto que esta memoria del estrés puede ser inducida mediante tratamientos de cebado para obtener cultivos resilientes al cambio climático. En el marco de proyectos anteriores financiados por el MCIU, nuestro grupo se ha centrado en el estudio del proceso de remodelación de la pared celular asociado el reblandecimiento de la fresa, demostrando que el silenciamiento de genes que codifican pectinasas reduce el reblandecimiento y prolonga la vida postcosecha. En el último proyecto, PID2020-118468RB-C2, se inició el estudio de las relaciones hídricas del fruto en situaciones de limitación hídrica. Este objetivo se desarrollará en profundidad en esta propuesta. Así, se proponen los siguientes objetivos: 1) Evaluar la adaptación de las paredes celulares vegetales para mejorar el crecimiento de las plantas y frutos de fresa bajo limitación hídrica; 2) Evaluar la memoria de estrés y desarrollar tratamientos de cebado que mejoren la resiliencia del cultivo bajo escasez hídrica; 3) Obtener genotipos tolerantes a sequía mediante la inducción de variación somaclonal in vitro. En el primer objetivo se caracterizarán las paredes celulares de hoja, raíz y fruto en plantas de variedades contrastantes en cuanto a la eficiencia en el uso del agua, cultivadas con riego deficitario. Además, se evaluará si la modificación de la pared celular en plantas con genes de pectinasas editados por CRISPR/Cas9, o la modificación de la turgencia en plantas que sobreexpresan un transportador de K+, ambos genotipos obtenidos en el proyecto anterior, supone una ventaja en el crecimiento en condiciones de estrés hídrico. Por otro lado, en el proyecto anterior se identificaron varios genes de pared celular que se inducen tras un estrés hídrico. En este objetivo se propone la caracterización de dos de estos genes, pertenecientes a la familia de proteínas ricas en glicina y B-glucosidasa. En el segundo objetivo se determinará si las plantas de fresa desarrollan memoria del estrés hídrico y si esta se transmite vegetativamente mediante estolonado. Se indagará además en las bases moleculares de esta memoria y se ensayarán tratamientos para inducir el cebado. Finalmente, en el tercer objetivo se utilizará la regeneración adventicia in vitro de hojas en presencia de polietilenglicol como agente selectivo, para inducir variación somaclonal y obtener genotipos más tolerantes al estrés hídrico