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 almendro y el duraznero son dos especies bien conocidas, ya que hace miles de años que los humanos consumimos su fruto (el durazno) o su semilla (la almendra). Aunque a primera vista los productos de estos árboles pueden parecer muy distintos, las dos especies forman parte del género Prunus y son muy parecidas genéticamente, tanto, que se pueden cruzar y obtener híbridos fértiles.
Ahora, un equipo internacional liderado por investigadores del Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG) ha secuenciado el genoma de una variedad de almendro y la ha comparado con el genoma del duraznero. La comparación detallada de los dos genomas da pistas sobre su historia evolutiva y descubre el papel clave de los elementos móviles del genoma (también llamados transposones) en la diversificación de estas dos especies. Según explican los autores del trabajo, el movimiento de los transposones podría estar en el origen de las diferencias entre el fruto de ambas especies o del sabor de la almendra.
[Recomendado: Genoma de la almendra permitirá frutos más sanos y árboles más productivos]Conocer el genoma del almendro será una herramienta muy importante para mejorar la especie. “Esta información nos permitirá, por ejemplo, buscar variedades más productivas y que sean resistentes a enfermedades, y también descartar más fácilmente aquellas que producen almendras amargas”, explica el investigador del IRTA en el CRAG Pere Arús. Arús ha liderado el estudio que se publica ahora en la revista The Plant Journal, y también participó en el consorcio internacional que obtuvo la secuencia del genoma del duraznero en 2013.
Un ancestro común en el centro de Asia
La comparación del genoma de la variedad de almendro ‘Texas’ −en cuya secuenciación ha participado el equipo de Tyler Alioto del Centro Nacional de Análisis Genómica (CNAG-CRG), parte del Centro de Regulación Genómica (CRG)− y del genoma del duraznero sitúa la divergencia de estas dos especies seis millones de años atrás. Estos resultados son compatibles con la hipótesis previa que sitúa la existencia de un ancestro común de estas especies de Prunus en el centro de Asia, y la posterior separación de dos poblaciones producida por el levantamiento del macizo del Himalaya. Este fenómeno geológico habría hecho que las dos poblaciones de Prunus quedaran expuestas a climas absolutamente diferentes, en los cuales habrían evolucionado las dos especies: el almendro en las estepas áridas del centro y el oeste de Asia, y el duraznero en los climas subtropicales del este, en lo que hoy es el sur de China.
[Recomendado: Descifran el genoma de la nuez: facilitará el desarrollo de mejores variedades]La diferenciación: los elementos móviles del genoma
Los autores del trabajo comprobaron que, como era esperable, los genomas del almendro y del duraznero tienen un alto grado de conservación, e investigaron en detalle cuáles eran las diferencias y si estas se podrían explicar por la acción de los transposones.
Los transposones son fragmentos de ADN que tienen la capacidad de desplazarse por el genoma y proliferar, saltando de un cromosoma a otro y ocupando una parte importante del genoma. En este proceso de transposición, estos elementos móviles pueden producir mutaciones o cambiar las propiedades locales del genoma afectando la regulación de los genes. La utilidad para los genomas de estos elementos móviles ha sido muy discutida desde que Barbara McClinktock predijo su existencia hace casi 70 años, por lo que recibió el Premio Nobel de Medicina y Fisiología en 1983.
[Recomendado: Mapean el genoma del maní: Permitiría aprovechar su potencial genético aún no utilizado]Los resultados del análisis de los genomas del almendro y del duraznero muestran que ambas especies tienen aproximadamente un 37% de su genoma formado por elementos móviles, y que algunos de los genes clave en la diferenciación en las dos especies están afectados por la presencia de estos elementos. “En este estudio hemos descubierto que la historia reciente de los transposones del almendro y del duraznero podría estar en la base de muchas de las diferencias importantes entre estas dos especies”, explica Josep M. Casacuberta, investigador del CSIC en el CRAG experto en elementos móviles y colíder del estudio.
“Aunque cada vez hay más estudios que demuestran el papel clave de los elementos móviles en la evolución, la comparación del almendro y el duraznero, dos especies con características diferenciadas pero con genomas muy cercanos, da unas pistas únicas sobre el impacto de los transposones en los primeros pasos de la separación de dos especies”, añade Casacuberta.
Claves para erradicar la almendra amarga
La mayoría de las especies de Prunus tienen una semilla amarga y tóxica, pero hay un conjunto de variedades de almendro que producen una almendra dulce, un carácter que ha resultado clave para su domesticación y su interés agroeconómico. Estudios anteriores han identificado algunos genes involucrados en la síntesis del compuesto que confiere la amargura y toxicidad a estas semillas: la amigdalina. El equipo del CRAG ha descubierto ahora que, en cultivos de almendro dulce, por lo menos uno de estos genes implicados en la síntesis de la amigdalina está afectado por inserciones de transposones, sugiriendo su papel clave no solo en la diversificación del almendro y el duraznero, sino también en las variaciones dentro de la misma especie (almendra amarga y almendra dulce).