El día de ayer investigadores del Boice Thompson Institute (BTI) de Estados Unidos y la Shangai Normal University (China) publicaron en la revista Nature Communications un nuevo borrador del genoma de Spinacia oleracea, más conocida como espinaca. Además, los autores han secuenciado los transcriptomas (todos los ARN) de 120 variedades de espinacas cultivadas y silvestres, lo que ha permitido identificar qué cambios genéticos se han producido debido a la domesticación.
«La secuencia del genoma de las espinacas y las variantes del transcriptoma desarrolladas en este estudio proporcionan una gran cantidad de información valiosa que se puede utilizar para desarrollar espinacas con mejor resistencia a enfermedades, mayor rendimiento y mejor calidad», afirmó Zhangjun Fei, investigador principal del proyecto del BTI.
Mejor fitomejoramiento para espinacas más fuertes
La espinaca, que es originaria de Asia central, se cultiva ahora en todo el mundo, con una producción anual de 24,3 millones de toneladas en 2014. Desde que fue domesticada, los jardineros y fitomejoradores han mejorado muchos rasgos agronómicamente importantes, como la calidad de las hojas y la nutrición, y con el tiempo estas mejoras han reformado el genoma de la espinaca. A su vez, los fitomejoradores de hoy en día pueden utilizar la información genómica para acelerar las mejoras, lo que es especialmente importante para combatir enfermedades importantes, como el mildiu.
Conocida como el ‘tizón tardío’ de las espinacas, la enfermedad del mildiu ha devastado cultivos en todo California, y recientemente ha aparecido en el estado de Nueva York. Armados con una mejor comprensión del genoma de la espinaca, los investigadores han identificado varios genes que pueden conferir resistencia al patógeno del mildiu. Una vez identificados en una variedad resistente de espinacas, tales genes podrían ser rápidamente transferidos a otras variedades, posiblemente más nutritivas, impulsando su sistema inmunológico para combatir esta enfermedad y manteniendo los rasgos comercializables.
Domesticación de la espinaca
De interés particular para los investigadores es el descubrimiento de que los genomas de las variedades de espinacas cultivadas no son muy diferentes de sus progenitores silvestres. Cuando una planta es domesticada, su genoma evolucionará durante siglos de selección. En muchos casos, se ve obligado a través de un “cuello de botella” de cambios genéticos necesarios para el cultivo, creando una planta muy diferente de la que se sacó de la naturaleza. Un gran ejemplo es la comparación del maíz con su antepasado, el teosinte.
«Al analizar las variantes del transcriptoma de una gran colección de accesiones de espinaca cultivadas y silvestres, encontramos que a diferencia de otros cultivos de hortalizas como tomate y pepino, la espinaca tiene un cuello de botella débil», explicó el primer autor, Chen Jiao.
Esto fue una gran noticia porque significa que todavía hay mucho espacio para la mejora de las espinacas, pero también hizo más difícil señalar los marcadores genómicos que podrían acelerar el proceso de mejoramiento. No obstante, el equipo identificó muchas regiones en el genoma directamente atribuibles al proceso de domesticación, que podrían estar vinculadas a rasgos valiosos, como el atornillado, el número de hojas y la longitud del tallo