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Copper homeostasis and the effects of copper deficiency on tomato plants and fruit quality

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Los efectos de la deficiencia de cobre sobre el desarrollo y crecimiento vegetal

El equipo de un proyecto financiado con fondos europeos empleó el tomate, una de las especies vegetales de cultivo más importantes a nivel mundial, para poner de relieve la deficiencia de cobre en los suelos, un problema real que afronta la agricultura europea.

Alimentos y recursos naturales

El cobre (Cu) es un micronutriente esencial necesario para la salud vegetal, animal y humana. En los seres vivos es un cofactor activo redox fundamental en los procesos biológicos, pero es tóxico en exceso. Las plantas también son sensibles a la biodisponibilidad edáfica de Cu. Dado que las plantas son la principal fuente de entrada de micronutrientes en las cadenas tróficas, sus deficiencias o excesos nutricionales suelen transferirse a los consumidores. «Por eso, es fundamental descifrar los mecanismos reguladores que subyacen a la absorción y la distribución de Cu en los tejidos vegetales comestibles», explica María Teresa Lafuente, coordinadora del proyecto TOMACOP, financiado con fondos europeos. En Europa, hay 1,2 millones de km2 de suelos cultivados clasificados como potencialmente deficientes en Cu biodisponible. Para compensar la deficiencia de cobre, los suelos son enmendados con abonos enriquecidos con Cu. Esta estrategia mejora el rendimiento de los suelos, pero tiene costes ambientales notables. «Basándose en estos hechos, TOMACOP, que contó con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie (MSCA, por sus siglas en inglés), tenía por objeto caracterizar los efectos del cultivo de plantas de tomate con una disponibilidad subóptima de Cu y sin el empleo de abonos de CU en el crecimiento y el rendimiento de las plantas», señala Lafuente. En el proyecto también se estudió el valor nutritivo de los tomates cosechados, lo que podría permitir calcular el efecto de la agricultura sostenible y ecológica en la nutrición humana. «La idea original de TOMACOP procede de Paco Romero, beneficiario de una beca de investigación MSCA, que también ha participado y supervisado el desarrollo del proyecto», añade Lafuente.

Descubrir el efecto de la deficiencia de cobre

«Hemos averiguado que la respuesta al estrés provocado por la deficiencia de Cu está regulada de forma diferente en los tejidos vegetales estudiados, es decir, raíz, tallo, hoja y fruto», observa Romero. El equipo de TOMACOP también descubrió que cultivar plantas de tomate en condiciones de deficiencia de Cu tiene una gran repercusión en la susceptibilidad de los frutos para desarrollar un trastorno fisiológico conocido como agrietamiento del fruto. Este trastorno se manifiesta como fracturas de la piel o la cutícula y hace que los frutos no sean comercializables en términos de apariencia, reduce su vida útil y aumenta su susceptibilidad a la infección por hongos. «Este trastorno es común en diferentes cultivos, y los fitomejoradores han incorporado la resistencia al agrietamiento como una característica deseable del cultivo», destaca Romero. En las condiciones experimentales del proyecto, los frutos de tomate cosechados de plantas bien regadas cultivadas en condiciones de deficiencia de Cu mostraron una incidencia mucho mayor de agrietamiento del fruto que los cosechados de plantas testigo cultivadas con un contenido óptimo de Cu (el 70 % frente al 15 %). «Es la primera vez que se demuestra la importancia de este micronutriente en este trastorno. Por lo tanto, la deficiencia de Cu surge como una herramienta experimental para provocar de forma sistemática y reproducible el agrietamiento del fruto, lo que permitirá estudiar los mecanismos involucrados en la regulación de este trastorno en un entorno en el que las fluctuaciones hídricas no son la causa de su incidencia», asegura Romero.

Avanzar con nuevas posibilidades

Los resultados de TOMACOP han abierto varias líneas de investigación. «Por ejemplo, estamos avanzando en la comprensión de cuáles son los mecanismos moleculares por los que la homeostasis del Cu está vinculada con la susceptibilidad a la infección por patógenos y el agrietamiento del fruto. Las dos características tienen efecto notable en la comercialización y aceptación de los frutos por parte de los consumidores, así como en el desperdicio de alimentos», concluye Romero. Además, tras evaluar los efectos del crecimiento sin plaguicidas y abonos de Cu sobre el valor nutritivo y el rendimiento posterior a la cosecha de los tomates, el proyecto quiere proporcionar soluciones destinadas a reducir los efectos perjudiciales de esta agricultura ecológica.

Palabras clave

TOMACOP, deficiencia de Cu, agrietamiento del fruto, plantas de tomate, abonos de Cu, nutrición de los frutos

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