Las diferencias genéticas entre la col puntiaguda (o de Filder) y la coliflor son mayores que las que existen entre humanos y chimpancés. Sin embargo, se consideran la misma especie. Investigadores de la Universidad de Wageningen (Países Bajos) y de la Academia China de Ciencias Agrícolas mapearon la extensa variación genética del repollo (Brassica oleracea) para permitir un mejoramiento más específico, por ejemplo, para crear variedades con un mayor valor nutricional o que sean más resistentes a las enfermedades. La revista científica Nature Genetics escribió extensamente sobre esta investigación.

Wageningen University / 15 de febrero, 2024.- Los cultivos de Brassica constituyen una parte importante de nuestro menú. Hay una variación considerable. Aún así, la coliflor, el brócoli, las coles de Bruselas, la col lombarda, la col blanca, la col puntiaguda y el colinabo son variaciones de la misma especie: Brassica oleracea. ¿Cómo puede haber tanta diversidad dentro de una sola especie?

La variación va más allá del exterior. Los contenidos, como vitaminas, antioxidantes y resistencia a la sequía, el frío y las enfermedades, también difieren ampliamente.

El genoma, la información genética en su conjunto, ya era bastante conocido, pero no estaba claro cómo se relacionaba la variación dentro del genoma con la diversidad de vegetales.

[Recomendado: Estudio actualiza la familia de plantas que incluye al brócoli, coliflor y coles de Bruselas]

Colaboración internacional

Investigadores de la Universidad e Investigación de Wageningen y de la Academia China de Ciencias Agrícolas en Beijing unieron fuerzas para determinar la secuencia de ADN de 23 cultivos de col diferentes y los analizaron junto con los datos del genoma existente.

«Construimos el llamado pangenoma: una visión general de todos los diferentes genes de los distintos cultivos de coles. Luego determinamos qué genes se encuentran en la mayoría de los cultivos y cuáles son exclusivos de un tipo de cultivo en particular”, dice Guusje Bonnema, investigador de fitomejoramiento de Wageningen. En los últimos años, ha trabajado intensamente en la investigación desde los Países Bajos con su colega investigador Chengcheng Cai.

Los resultados fueron sorprendentes: sólo un tercio de los genes se encuentran en todos los cultivos de Brassica, y la mitad de los genes se encuentran sólo en una parte de los cultivos y están ausentes en el resto.

‘B. oleracea tiene muchos genes. La coliflor, por ejemplo, tiene unos 60 mil genes, frente a los humanos que sólo tenemos 20 mil. Esto se debe a que el genoma se triplicó hace unos quince millones de años, mientras que el genoma original ya era suficiente para que la planta pudiera funcionar con éxito. Nuestro objetivo es comprender qué impulsó la variación para que podamos mejorar y crear mejores variedades”, aclara Bonnema.

[Recomendado: 6.000 años de domesticación de una misma planta: Desde nabos hasta hojas comestibles y semillas para aceite]

Genes saltarines

Más de la mitad del genoma está compuesto por transposones, que son pequeños fragmentos de ADN que “saltan” dentro del genoma y, por lo tanto, pueden aparecer en cualquier lugar dentro de él. Estos transposones se conocen coloquialmente como “genes saltarines”. Tienen mala reputación entre los humanos por causar enfermedades como la hemofilia. En las plantas, sin embargo, constituyen una fuente crucial de variación natural. «Descubrimos que los transposones regulan con frecuencia la actividad de los genes cercanos aumentando o disminuyendo los niveles de actividad. Anteriormente, estábamos buscando los genes que definen de forma única lo que hace que una coliflor sea coliflor. Ahora sabemos que hay que encontrar no sólo los genes sino también sus operadores. Los transposones, en este caso. Son los interruptores de encendido/apagado y reguladores de los genes que se encuentran en su entorno”, afirma.

Avance en conocimiento

El hecho de que ahora exista un pangenoma (una descripción general de todos los diferentes genes de la especie) permite a los científicos categorizar los transposones y otras variaciones en la estructura. «Estos transposones impulsan las actividades de los genes, y no sólo los genes que determinan la apariencia específica de las distintas hortalizas Brassica, sino también los que determinan la resistencia, el sabor y el valor nutricional, así como la resiliencia frente a las condiciones climáticas. La coliflor, por ejemplo, es muy sensible a la temperatura. Comprender el proceso detrás de esta sensibilidad facilita la obtención de variedades menos sensibles a la temperatura”, explica Bonnema.

“Este es un verdadero avance en el conocimiento. Siempre nos centramos en las variaciones dentro de los genes, pero ahora sabemos que la realidad es mucho más sutil. La regulación de la actividad genética tiene una enorme influencia”.

• Fuente: https://www.wur.nl/en/research-results/research-institutes/plant-research/show-wpr/jumping-genes-determine-cabbages-exterior.htm 
• Estudios: https://www.nature.com/articles/s41588-024-01655-4  | https://www.nature.com/articles/s41588-024-01656-3