Publicado en Tecnologia Lunes, 04 Noviembre 2019 05:22

Cosechando genes para mejorar las sandías

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Seguramente cuando las personas piensan en la sandía, probablemente piensan en la que lleva por nombre científico “Citrullus lanatus”. Claro, nos referimos a esta planta cultivada con un fruto rojo, dulce y jugoso que se disfruta en todo el mundo como postre o refrigerio. De hecho, la sandía es una de las frutas más populares del mundo, sólo superada por el tomate, que muchos consideran un vegetal.

Sin embargo, no se si usted sabía que  hay otras seis especies silvestres de sandía, todas las cuales tienen frutos pálidos, duros y amargos, pero con otras características muy interesantes. Sobre estas siete especies un estimado colega, biotecnólogo, nos comparte el presente artículo publicado el pasado primero de noviembre en la página Web del Boyce Thompson Institute (BTI) y escrito por Aaron J. Bouchie. Veamos qué se nos informa…

El señor Bouchine nos dice que investigadores del BTI han analizado los genomas de las siete especies, creando un recurso que podría ayudar a los fitomejoradores a encontrar genes de sandías silvestres que brinden resistencia a las plagas, enfermedades, sequías y otras dificultades, y mejorar aún más la calidad de la fruta. La introducción de estos genes en la sandía cultivada podría producir sandías dulces de alta calidad que pueden crecer en climas más diversos, lo que será especialmente importante a medida que el cambio climático desafíe cada vez más a los agricultores.

"A medida que los humanos domesticaron la sandía en los últimos 4,000 años, seleccionaron frutos rojos, dulces y menos amargos", dijo Zhangjun Fei, miembro de la facultad Boyce Thompson Institute (BTI) y co-líder de un grupo de investigación internacional.

"Desafortunadamente, a medida que la gente hacía las sandías más dulces y rojas, la fruta perdió algunas habilidades para resistir enfermedades y otros tipos de estrés", dijo Fei, quien también es profesor adjunto en la School of Integrative Plant Science  de Cornell University.

Tal y como se describe en un artículo publicado en Nature Genetics el 1 de noviembre, los investigadores generaron estas ideas utilizando un proceso de dos pasos. Primero, crearon una versión mejorada de un "genoma de referencia", que es utilizado por científicos y fitomejoradores para encontrar versiones nuevas e interesantes de genes de sus especímenes.

Fei lideró la creación del primer genoma de referencia de sandía utilizando una variedad cultivada de Asia oriental llamada '97103', que se publicó en 2013.

 

"Ese primer genoma de referencia se hizo usando tecnologías de secuenciación de lectura corta más antiguas", dijo Fei. "Utilizando las actuales tecnologías de secuenciación de lectura larga, pudimos crear un genoma de calidad mucho más alta que será una referencia mucho mejor para la comunidad que investigamos la sandía".

Luego, el grupo secuenció los genomas de 414 sandías diferentes que representan las siete especies. Al comparar estos genomas tanto con el nuevo genoma de referencia como entre sí, los investigadores pudieron determinar la relación evolutiva de las diferentes especies de sandía.

"Un descubrimiento importante de nuestro análisis es que una especie silvestre que se usa ampliamente en los programas de reproducción actuales, C. amarus, es una especie hermana y no un ancestro como se creía ampliamente", dijo Fei.

 

 

 

 

 

De hecho, los investigadores descubrieron que la sandía cultivada fue domesticada al reducir el amargor y aumentar la dulzura, el tamaño de la fruta y el color de la carne. Las variedades modernas se han mejorado aún más en los últimos cientos de años al aumentar la dulzura, el sabor y la textura crujiente. Los investigadores también descubrieron regiones del genoma de la sandía que podrían extraerse para continuar mejorando la calidad de la fruta, por ejemplo, haciéndolas más grandes, dulces y crujientes.

 

En los últimos 20 a 30 años, los fitomejoradores han cruzado la sandía cultivada con la especie hermana C. amarus y otros dos parientes silvestres, C. mucusospermus y C. colocynthis, para hacer que la sandía sea más resistente a las plagas de nematodos, la sequía o a enfermedades tales  como marchitamiento por Fusarium o por mildiú polvoroso.

 

Este tipo de mejoras con parientes silvestres es lo que entusiasma a Amnon Levi, un investigador  genetista y desarrollador de nuevos tipos de sandías del Department of Agriculture de los Estados Unidos, que trabaja en Vegetable Laboratory en Charleston , Carolina del Sur. Levi es coautor del artículo y proporcionó el material genético para muchas de las sandías utilizadas en el estudio.

"La sandía dulce tiene una base genética muy estrecha", dice Levi. "Pero existe una gran diversidad genética entre las especies silvestres, lo que les da un gran potencial para contener genes que les brindan tolerancia a las plagas y el estrés ambiental".

Levi planea trabajar con BTI para descubrir algunos de estos genes de las especies salvajes que podrían usarse para mejorar la sandía que conocemos, especialmente para la resistencia a las enfermedades.

 

"La sandía es susceptible a muchas enfermedades y plagas tropicales, cuyos rangos continuarán expandiéndose junto con el cambio climático", dice Levi. "Queremos ver si podemos recuperar algunos de estos genes de resistencia a enfermedades salvajes que se perdieron durante la domesticación".

Otros coautores que participaron en la investigación fueron  investigadores de la Academy of Agriculture and Forestry Sciences and the Chinese Academy of Agricultural Sciences de Beijing.

El estudio fue apoyado en parte por fondos de la USDA National Institute of Food and Agriculture Specialty Crop Research Initiative (2015-51181-24285), y por el US National Science Foundation (IOS-1339287 and IOS-1539831).

 

En el mismo número de “Nature Genetics” donde se publicó este artículo, Fei y sus colegas también publicaron un artículo similar que analiza 1,175 melones, incluidas las variedades de melón catalupo y melón invernal. Los investigadores encontraron 208 regiones genómicas asociadas con la masa, la calidad y las características morfológicas de la fruta, que podrían ser útiles para la reproducción del melón.

 

A principios de este año, Fei, Levi y sus colegas publicaron un genoma de referencia de la sandía 'Charleston Gray', la principal variedad estadounidense de C. lanatus para complementar el genoma '97103' del este asiático.

 

Rufino Tamayo

 

Fuente: https://btiscience.org/explore-bti/news/post/harvesting-genes-to-improve-watermelons/

 

 

 

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