El proyecto se centra en la identificación y caracterización de los principales sistemas de entrada de K+ en las raíces de la planta de tomate con el fin de generar sistemas de transporte de este nutriente más eficientes, en especial en condiciones adversas como la deficiencia de K+ y la salinidad. Estos sistemas permitirían generar herramientas moleculares para desarrollar variedades con un mayor uso eficiente del K+, capaces de producir con menos aportes de fertilizantes y en zonas de producción intensiva en las que existen pocos recursos hídricos de buena calidad, como es caso de la Región de Murcia. En última instancia esto supondría reducir los costes económicos y medioambientales de la producción agrícola, algo de gran interés en una agricultura amenazada en el futuro por el cambio climático.

Se plantea un abordaje novedoso y puntero, como es la edición génica por CRISPR-Cas de las raíces de la planta de tomate, para poder llevar a cabo los estudios en esta planta, como si se tratara de una especie modelo como Arabidopsis. Los estudios permitirán definir la función específica de los sistemas de absorción de K+ en la planta cultivada, algo necesario ya que se ha descrito que los modelos propuestos en las especies modelo no son directamente extrapolables a las especies cultivadas.

Se estudiará la función de dos genes candidatos, SlHAK5 y LKT1, y se caracterizará su regulación transcricpcional y postraducional, la localización de estas proteínas, su relevancia para la entrada de K+ en la raíz, sus propiedades de transporte, y la regulación de su actividad por sistemas CIPK/CBL. Se plantea generar versiones hiperactivas de SlHAK5 y raíces que sobreexpresen SlCIPK23 para obtener raíces más eficientes en el uso del K+. Gran parte de los experimentos se llevarán a cabo sobre raíces de tomate obtenidas y transformadas genéticamente mediante la utilización de Agrobacterium rhizogenes.

El uso de esta bacteria permite tener una gran masa de raíz, transformada genéticamente, en un corto periodo de tiempo y poder analizar un gran número de hipótesis. Todos estos abordajes son viables en el grupo de investigación, como se puede ver en el apartado de antecedentes, en el que se describen resultados previos del grupo. Estos resultados muestran que algunas de las técnicas y abordajes propuestos, aunque novedosos en el grupo, están ya puestos a punto. En el resto de abordajes, el trabajo de años en el tema porpuesto (ver CV) avala la viabilidad.