Fuente: Revista Colombiana de Ciencias Hortícolas ABSTRACT Water stress is among the most critical factors limiting plant performance. Proteomics serves as a powerful tool for assessing changes in protein expression and identifying mechanisms underlying drought stress tolerance in plants. This study aims to identify proteins associated with water stress severity in potato (Solanum tuberosum L.) and to characterize their differential expression as potential defense mechanisms against stress. Potato plants at the tuber differentiation stage were subjected to mild, moderate, and severe water stress by withholding irrigation. Gas exchange measurements and proteomic analyses were conducted at each stress level. For protein extraction and proteome profiling using two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis (2D-PAGE), leaf samples were collected from plants under different stress conditions and from well-watered controls. A total of 74 protein spots were detected, and proteins associated with water stress were selected based on correlation analysis between their relative abundance and leaf water potential. Seven proteins were identified via mass spectrometry. Increasing water stress severity was associated with a decline in gas exchange and an increase in water use efficiency. Notably, an increase in the relative abundance of Rubisco activase, Photosystem I subunit IV B reaction center, and the manganese-stabilizing protein of Photosystem II under water stress suggests a potential protective strategy for maintaining photosynthetic function. Conversely, three isoforms of cytochrome oxidase (COX) subunit I exhibited decreased expression, which may be linked to a heat dissipation mechanism aimed at mitigating reactive oxygen species (ROS) formation during water stress. The identification of these proteins provides a baseline to further understand water stress in potatoes.RESUMEN El estrés hídrico es uno de los factores críticos que más limitan el rendimiento de las plantas. La proteómica constituye una herramienta clave para evaluar cambios en la expresión de proteínas e identificar los mecanismos relacionados con la tolerancia al estrés por sequía en las plantas. Este estudio tiene como objetivo identificar proteínas asociadas con la severidad del estrés hídrico en la papa (Solanum tuberosum L.) y caracterizar su expresión diferencial como posibles mecanismos de defensa frente al estrés. Las plantas en la fase de diferenciación de tubérculos fueron sometidas a estrés hídrico leve, moderado y severo mediante la suspensión del riego. Se realizaron mediciones de intercambio gaseoso y análisis proteómicos en cada nivel de estrés. Para la extracción de proteínas y el análisis de las proteínas mediante electroforesis en gel de poliacrilamida bidimensional (2D-PAGE), se recolectaron muestras de hojas de plantas bajo diferentes condiciones de estrés y de plantas bien irrigadas como control. Se detectaron un total de 74 puntos de proteínas, y se seleccionaron aquellos puntos con una correlación entre su abundancia relativa y el potencial hídrico foliar. Siete proteínas fueron identificadas mediante espectrometría de masas. El aumento en la severidad del estrés hídrico se asoció con una reducción en el intercambio gaseoso y un incremento en la eficiencia en el uso del agua. En particular, el aumento en la abundancia relativa de Rubisco activasa, la subunidad IV B del centro de reacción del Fotosistema I y la proteína estabilizadora de manganeso del Fotosistema II, bajo condiciones de estrés hídrico, evidencia una estrategia protectora para mantener la función fotosintética. Por el contrario, tres isoformas de la subunidad I de citocromo oxidasa (COX) mostraron una disminución en su cantidad relativa, lo que podría estar relacionado con un mecanismo de disipación de calor para mitigar la formación de especies reactivas de oxígeno (ROS) durante el estrés hídrico. Estas proteínas representan posibles marcadores moleculares del estrés hídrico en la papa.