Casi todos están de acuerdo en que los tomates comprados en la tienda no tienen mucho sabor. Ahora, científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS, por sus siglas en inglés) y el Instituto Boyce Thompson (BTI, por sus siglas en inglés), en Estados Unidos, pueden haber destacado la solución en un artículo que acaba de publicarse en 'Nature Genetics'.
El biólogo molecular James Giovannoni, del Laboratorio de Investigación de Plantas, Suelos y Nutrición del ARS y el científico de bioinformática de BTI Zhangjun Fei, ambos en Ithaca, Nueva York, Estados Unidos, han terminado de construir el pangenoma del tomate cultivado y sus parientes silvestres, mapeando casi 5.000 genes previamente sin documentar.
Un genoma es un mapa biológico de los genes de un organismo y sus funciones. Pero un genoma generalmente es de una sola variedad, que luego actúa como un genoma de referencia para el resto de la especie. Este pangenoma incluye todos los genes de 725 tomates silvestres cultivados y estrechamente relacionados, que revelaron 4.873 genes que estaban ausentes del genoma de referencia original.
Aunque los tomates cultivados tienen una amplia gama de variaciones físicas y metabólicas, ha habido varios cuellos de botella severos durante su domesticación y reproducción. Esto significa que los tomates de hoy tienen una base genética estrecha. El pangenoma ayuda a identificar qué genes adicionales más allá de la referencia podrían estar disponibles para la mejora de cultivos.
En los tiempos modernos, los criadores se han concentrado en rasgos como rendimiento, vida útil, resistencia a enfermedades y tolerancia al estrés, rasgos que han sido económicamente importantes para los productores. Los tomates son una de las verduras más consumidas, aunque en realidad son botánicas, con una producción anual mundial de 182 millones de toneladas, con un valor de más de 60.000 millones de dólares.
El consumo de tomate per cápita en Estados Unidos fue de 9,21 kilogramos para los tomates frescos en 2017 más 33,25 kilogramos adicionales de tomates procesados consumidos por persona. Los tomates son el segundo vegetal más consumido en Estados Unidos después de las patatas.
"Uno de los descubrimientos más importantes de la construcción de este pan-genoma es una forma rara de un gen marcado como TomLoxC, que difiere principalmente en la versión de su promotor genético de ADN. El gen influye en el sabor de la fruta al catalizar la biosíntesis de varios lípidos (grasa) volátiles involucrados, compuestos que se evaporan fácilmente y contribuyen al aroma", explica Giovannoni.
Además, los científicos encontraron un nuevo papel de TomLoxC. También facilita la producción de un grupo de apocarotenoides (químicos orgánicos derivados de carotenoides, incluidos los precursores de la vitamina A) que funcionan como moléculas de señalización que influyen en una variedad de respuestas en las plantas, incluido el estrés ambiental. Los compuestos también tienen una variedad de olores florales y frutales que son importantes en el sabor del tomate.
La versión rara de TomLoxC se encontró en solo el 2 por ciento de las variedades de tomate más antiguas o reliquias cultivadas, aunque la versión estaba presente en el 91 por ciento de los tomates silvestres del tamaño de la grosella, principalmente 'Solanum pimpinellifolium', el antecesor silvestre del tomate cultivado. Se está volviendo más común en las variedades más nuevas.
REMODELACIÓN DE LOS RASGOS DEL TOMATE POR LA SELECCIÓN HUMANA
"Parece que puede haber habido una fuerte presión de selección contra, o al menos, ninguna selección para la presencia de esta versión de TomLoxC al inicio de la domesticación de los tomates --agrega Giovannoni--. El aumento en la prevalencia de esta forma en los tomates modernos probablemente refleja el interés renovado de los criadores en mejorar el sabor".
Con la disponibilidad de esta amplia gama de información genética específica, los mejoradores deberían poder trabajar rápidamente para aumentar el sabor de los tomates de producción en masa comprados en la tienda, al tiempo que conservan los rasgos que los hacen un cultivo económicamente ventajoso.
"Estos nuevos genes descubiertos a partir del pan-genoma del tomate agregaron información sustancial al repertorio del genoma del tomate y brindan oportunidades adicionales para la mejora del tomate. Los perfiles de presencia y ausencia de estos genes en diferentes poblaciones de tomates han arrojado luces importantes sobre cómo la selección humana de los rasgos deseados ha remodelado los genomas del tomate", dice Fei.
Los científicos esperan que la adición de cerca de 5.000 genes al repertorio del genoma del tomate proporcione oportunidades adicionales de mejora a medida que se determinen sus roles en la biología del tomate y la calidad de la fruta.
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