Investigadores del ARS (Servicio de Investigación Agrícola de Estados Unidos) y el BTI Biotechnology Institute, han construido el pangenoma del tomate de cultivo y sus parientes silvestres, herramienta con la que se espera mejorar cualquier variedad de tomate a nivel genético. A diferencia del genoma que desvela los genes de una sola variedad, un pangenoma es una colección de todos los genes de una especie, en este caso procedente de 725 variedades de tomates de cultivo y silvestres que están relacionados.
El mapa genético actúa como un genoma de referencia para el resto de especies, pero el pangenoma referencia todos los genes de las diferentes variedades de tomates. Gracias a este trabajo se han podido mapear 4.873 genes que no estaban presentes en el genoma del tomate de referencia original. Recordemos que fue en el año 2012 cuando se dio a conocer que se había descifrado el mapa genético del tomate, concretamente de las variedades Solanum lycopersicum (comercial) y la Solanum pimpinellifolium (variedad silvestre).
Los investigadores comentan que, si bien los tomates de cultivo tienen una amplia gama de variaciones físicas y metabólicas, a lo largo de la historia se han producido varios cuellos de botella severos durante su domesticación y reproducción, es decir, se ha producido un severo descenso del número de variedades de una especie. Como resultado del cuello de botella, las generaciones posteriores a este hecho tienen menos variabilidad genética, de ahí que los tomates actuales tengan una base genética estrecha.
Gracias al pangenoma se pueden identificar genes adicionales más allá del genoma de referencia que podrían estar disponibles y contribuir a mejorar el cultivo de las distintas variedades existentes. Hasta la fecha, los productores se han concentrado, sobre todo, en aquellos rasgos de interés comercial, como el rendimiento, la resistencia a las enfermedades, la tolerancia al estrés hídrico y la salinidad, el tamaño, el color, etc. Sin embargo, a la hora de comprar tomates en una tienda, muchas variedades tienen poco sabor, en este caso, el pangenoma puede ser de gran ayuda para una mayor expresión de las cualidades organolépticas de cada variedad.
Los expertos comentan que uno de los descubrimientos más importantes durante la construcción del pangenoma ha sido una forma rara de un gen marcado como TomLoxC, que difiere de la versión del genoma de referencia. Este gen influye en el sabor de la fruta ya que cataliza la biosíntesis de varios lípidos, compuestos que se evaporan con facilidad y contribuyen en el aroma del tomate. Recordemos que en el post sobre la química del tomate, hablábamos de un estudio en el que se pretendía dar respuesta a por qué unos tomates son tan buenos y otros no. Explicábamos que determinados compuestos químicos eran los responsables de la percepción de la dulzura y de otras características del sabor en general.
Los investigadores han encontrado que el gen TomLoxC tiene otro papel, el de facilitar la producción de un grupo de apocarotenoides, un tipo de carotenoides o, mejor dicho, derivados de la degradación oxidativa de los carotenoides, que actúan como unas moléculas de señalización que influyen en una gran variedad de respuestas en las plantas del tomate, incluido el estrés ambiental. Comentan que estos compuestos tienen una gran variedad de olores florales y frutales, que son importantes en el sabor final del tomate.
Los expertos comentan que la versión rara del gen TomLoxC sólo se encontró en un 2% de las variedades de tomates más antiguas o las de cultivo selectivo, es decir, variedades que sólo se producen en una zona concreta. Por otro lado, se constató que esta versión del gen estaba presente en un 91% de los tomates silvestres del tamaño de una grosella, principalmente Solanum pimpinellifolium, planta herbácea de Sudamérica de la familia de las solanáceas, antecesora silvestre del tomate de cultivo.
El caso es que gracias al pangenoma, se tiene acceso a una amplia gama de información genética específica que permitirá acelerar el trabajo para producir variedades de tomates con más sabor, al tiempo que conservan los rasgos deseados como los antes comentados. Los nuevos genes descubiertos aportan una gran cantidad de información de interés para mejorar el genoma del tomate. Son casi 5.000 genes que representan una oportunidad de mejora a medida que se determinen los roles que tienen en la biología y calidad del tomate.
Podéis conocer todos los detalles de esta investigación a través de este artículo publicado en la página del ARS, y en este otro publicado en la revista científica Nature Genetics.