Los genomas de almendras y duraznos arrojan luz sobre las diferencias entre estas especies cercanas

Durazno. RR SS
Durazno. RR SS

Los transposones podrían estar en el origen de las diferencias entre el fruto de ambas especies o el sabor de la almendra.

Los genomas de almendras y duraznos arrojan luz sobre las diferencias entre estas especies cercanas

El almendro y el melocotonero son dos especies bien conocidas, ya que los seres humanos han estado comiendo su fruta (melocotón) o semilla (almendra) durante miles de años. Aunque a primera vista los productos de estos árboles pueden parecer muy diferentes, ambas especies son parte del género Prunus y son genéticamente muy similares, tanto que pueden cruzarse y se pueden obtener híbridos fértiles de ellos. 

Ahora, un equipo internacional dirigido por investigadores del Centro de Investigación en Genómica Agrícola (CRAG) ha secuenciado el genoma de una variedad de almendro y lo ha comparado con el genoma del duraznero. La comparación detallada de ambos genomas proporciona información sobre su historia evolutiva y revela el papel clave que desempeñan los elementos móviles del genoma (también conocidos como elementos transponibles o transposones) en la diversificación de ambas especies. Según los autores del artículo, el movimiento de los transposones podría estar en el origen de las diferencias entre el fruto de ambas especies o el sabor de la almendra.

El conocimiento del genoma del almendro será una herramienta muy importante en la mejora de la especie. "Por ejemplo, esta información nos permitirá buscar variedades más productivas y más resistentes a las enfermedades y también descartar las que producen almendras amargas con mayor facilidad", explica Pere Arús, investigador del IRTA en CRAG. Arús dirigió el estudio que ahora se publica en The Plant Journal, y también participó en el consorcio internacional que finalmente secuenció el genoma del árbol de durazno en 2013.

Un antepasado común en el centro de Asia

¿La comparación del genoma de la variedad de almendro 'Texas'?  Los resultados son consistentes con la hipótesis existente que ubica la existencia de un ancestro común de estas especies de Prunus en el centro de Asia y la posterior separación de ambas poblaciones que se produjo cuando se levantó el macizo del Himalaya. Este fenómeno geológico habría dejado a ambas poblaciones de Prunus expuestas a climas totalmente diferentes en los que ambas especies evolucionarían: el almendro en la árida estepa del centro y oeste de Asia y el melocotonero en los climas subtropicales del este, en el área que ahora es el sur de China.

La diferenciación: elementos genéticos móviles

Los autores del artículo encontraron, como era de esperar, que los genomas del almendro y el melocotonero tienen un alto grado de conservación, e investigaron el alcance de las diferencias entre ellos y si podrían ser explicados por la acción de los transposones.

Los transposones son fragmentos de ADN con la capacidad de cambiar de posición dentro de un genoma y proliferar, saltar de un cromosoma a otro y ocupar una parte importante del genoma. En este proceso de transposición, estos elementos genéticos móviles pueden crear mutaciones o cambiar las propiedades locales del genoma, lo que afecta la regulación génica. Se ha debatido mucho sobre la utilidad de estos elementos genéticos móviles desde que Barbara McClinktock predijo su existencia hace casi 70 años y por la que recibió el Premio Nobel de Medicina y Fisiología en 1983.

Los resultados del análisis de los genomas de almendro y durazno muestran que aproximadamente el 37% de su genoma está compuesto por elementos móviles y que algunos de los genes que juegan un papel clave en la diferenciación de ambas especies se ven afectados por la presencia de estos elementos. "En este estudio, descubrimos que la historia reciente de los transposones del almendro y el durazno podría estar en la base de muchas de las diferencias importantes entre ambas especies", explicó Josep M. Casacuberta, investigador del CSIC en el CRAG experto en elementos genéticos móviles y co-líder de estudio. 

"Aunque cada vez más estudios han demostrado el papel clave de los elementos móviles en la evolución, la comparación del almendro y el melocotonero, ambas especies con características distintas pero con genomas muy estrechamente relacionados, proporciona ideas únicas sobre el impacto de los transposones sobre los pasos iniciales en la separación de las especies", continuó Casacuberta.

Clave en la erradicación de almendras amargas

La mayoría de las especies de Prunus tienen una semilla amarga y tóxica, aunque hay un grupo de variedades de almendros que llevan una almendra dulce, un aspecto que ha sido clave en su domesticación y su interés agrícola y económico. Estudios previos identificaron ciertos genes involucrados en la síntesis del compuesto que confiere amargura y toxicidad a estas semillas: la amígdala. Ahora, el equipo de CRAG ha descubierto que en los cultivos de almendros dulces, al menos uno de estos genes involucrados en la síntesis de amígdala se ve afectado por las inserciones de transposones, lo que sugiere un papel clave no solo en la diversificación del almendro y el melocotonero, sino también en variaciones dentro de la misma especie (almendra amarga y almendra dulce).   @mundiario

 

 

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