Casi todo el mundo está de acuerdo en que la mayoría de los tomates comprados en tiendas no tienen mucho sabor. Ahora, los científicos del Servicio de Investigación Agrícola ARS y el Instituto Boyce Thompson BTI pueden haber destacado la solución en un artículo recién publicado en Genética de la naturaleza .
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, terminaron de construir el pangenoma para el tomate cultivado y sus parientes silvestres, mapeando casi 5,000 previamentegenes indocumentados.
Un genoma es un mapa biológico de los genes de un organismo y sus funciones. Pero un genoma suele ser de una sola variedad, que luego actúa como genoma de referencia para el resto de las especies. Este pangenoma incluye todos los genes de725 tomates silvestres cultivados diferentes y estrechamente relacionados, que revelaron 4.873 genes que estaban ausentes del genoma de referencia original.
Si bien los tomates cultivados tienen una amplia gama de variaciones físicas y metabólicas, ha habido varios cuellos de botella graves durante su domesticación y reproducción. Esto significa que los tomates de hoy en día tienen una base genética estrecha. El pangenoma ayuda a identificar qué genes adicionales más allá de la referencia podríanestar disponible para el mejoramiento y mejoramiento de cultivos.
En los tiempos modernos, los mejoradores se han concentrado en características como el rendimiento, la vida útil, la resistencia a las enfermedades y la tolerancia al estrés, características que han sido económicamente importantes para los productores. Los tomates son una de las verduras más consumidas, aunque en realidad son frutas desde el punto de vista botánico.- con una producción anual mundial de 182 millones de toneladas, con un valor de más de $ 60 mil millones.
El consumo de tomate per cápita en los EE. UU. Fue de 20.3 libras de tomates frescos en 2017 más 73.3 libras adicionales de tomates procesados consumidos por persona. Los tomates son la segunda verdura más consumida en los Estados Unidos después de las papas.
"Uno de los descubrimientos más importantes de la construcción de este pangenoma es una forma rara de un gen etiquetado como TomLoxC, que en su mayoría difiere en la versión de su promotor del gen del ADN. El gen influye en el sabor de la fruta al catalizar la biosíntesis de variosvolátiles involucrados en lípidos grasas: compuestos que se evaporan fácilmente y contribuyen al aroma ", explicó Giovannoni.
Además, los investigadores 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, incluidas las ambientales.Los compuestos también tienen una variedad de olores florales y afrutados 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 grandes cultivadas tradicionales o tradicionales, aunque la versión estaba presente en el 91 por ciento de los tomates silvestres del tamaño de una grosella, principalmente Solanum pimpinellifolium, el predecesor silvestre del tomate cultivado.se está volviendo más común en variedades más nuevas.
"Parece que puede haber habido una fuerte presión de selección en contra o al menos ninguna selección por la presencia de esta versión de TomLoxC al principio de la domesticación de tomates", agregó Giovannoni. "El aumento en la prevalencia de esta forma en los tomates modernos probablementerefleja el interés renovado de los criadores en mejorar el sabor ".
Con la disponibilidad de esta amplia gama de información genética específica, los criadores deberían poder trabajar rápidamente para aumentar el sabor de los tomates de producción masiva comprados en la tienda, al tiempo que preservan los rasgos que los convierten en un cultivo económicamente ventajoso.
"Estos nuevos genes descubiertos en el pangenoma 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 tomate han arrojado luces importantes sobre cómo la selección humana delos rasgos deseados han remodelado los genomas del tomate ", dijo Fei.
Los científicos esperan que la adición de casi 5,000 genes al repertorio del genoma del tomate brinde oportunidades adicionales de mejora a medida que se determinen sus roles en la biología del tomate y la calidad de la fruta.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Departamento de Agricultura de EE. UU. - Servicio de investigación agrícola . Original escrito por Kim Kaplan. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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