El genoma del tomate descifrado

Un consorcio internacional, en el que participa el INTA, logró secuenciar el genoma del tomate cultivado y silvestre. El hallazgo permitirá, implementar estrategias de mejoramiento genético para mejorar su sabor, nutrición y calidad.

Infografía sobre el genoma del tomate

-Noticia publicada en Revista RIA el 4/8/2014- Investigadores de diversos países lograron secuenciar el genoma del tomate, uno de los cultivos más importantes del mundo y cuya producción nacional supera el millón de toneladas. “Si bien se encuentra disponible públicamente (en solgenomics.net), todavía esta siendo trabajada para liberar una version curada que se seguirá estudiando para mejorar su precisión“, adelantó el jefe del grupo de genómica estructural y funcional de especies de Solanáceas del Instituto de Biotecnología del INTA Castelar, Fernando Carrari.

A partir del desciframiento del genoma de la especie domesticada Solanum lycopersicum, se podrán abrir innumerables oportunidades para el estudio de mecanismos genéticos y moleculares que determinan la nutrición, el sabor y la calidad de los frutos de este cultivo mediante estrategias de mejoramiento genético.

En la Argentina, las investigaciones se focalizan en “rutas metabólicas particulares del fruto y de otros órganos de la planta y en la identificación de secuencias asociadas al contenido vitamínico y de sólidos solubles”, indicó Carrari.

El profesional lidera el grupo que representa a la Argentina en el Consorcio Internacional del Genoma del Tomate, que en su primera etapa estuvo encargado de dilucidar el de la mitocondria, una molécula subgenómica que representa aproximadamente el 0,05 por ciento del total de la especie (ver recuadro “El genoma”).

Según el investigador, el genoma está “completamente secuenciado”, aunque advirtió que “eso no quiere decir que esté ordenado”. Esto se encuentra relacionado con el porcentaje del genoma que en un principio se pensó secuenciar y el que efectivamente se secuenció. “Se obtuvo mucho más información de la que originalmente se planificó, por lo que probablemente lleve más tiempo ordenarla”, consideró Carrari, quien a su vez recalcó que el proyecto del “genoma humano comenzó en la década del 90 y aún hoy siguen liberándose versiones corregidas”.

 

Estudios metabólicos

Si bien el número de genes del tomate aún no está claro, algunos estudios indican que podrían ser unos 45 mil. El grupo argentino estudió algunos cientos de ellos relacionados con el metabolismo de la planta en general y del fruto en particular.

“Nuestra intención es estudiar aquellos genes que, por su función predicha, tienen relación con el metabolismo del fruto en términos de aplicar este conocimiento al mejoramiento de la calidad, relacionada al tiempo de vida en estantería de los frutos, al sabor y al aroma”, explicó el jefe de genómica estructural.

En el corto plazo, una vez que el grupo conozca los genes que codifican enzimas relacionadas con los sólidos solubles y el contenido vitamínico en el fruto, se podrían llegar a seleccionar materiales que porten alelos asociados a una mejora en la calidad.

Actualmente, el grupo de Carrari estudia la función y el rol de los genes en la regulación de las vías metabólicas de interés mediante técnicas de manipulación en los cultivares de experimentación. Una vez resuelto, se podrán buscar variantes alélicas en los cultivares que se utilizan actualmente. “Conocer estas variantes le proveerá al mejorador de herramientas para identificar un cultivar que pueda cumplir con los requerimientos más altos de calidad”.

En este sentido, los investigadores de Castelar trabajan en un proyecto conjunto con el INTA La Consulta, el Instituto de Biología Molecular de Rosario (perteneciente al CONICET) y la Universidad Nacional de Córdoba. En el Banco de Germoplasma ubicado en Mendoza, se buscan alelos que estén relacionados con esos aspectos.

 

Al rescate de variedades silvestres

Si bien el genoma que se secuenció no pertenece a un cultivar que se utilice en la producción a campo, es considerado un modelo de estudio. En la década del 60 este cultivar fue ampliamente usado para la producción de híbridos comerciales pero, años más tarde, se desarrollaron otros con mejor performance agronómica y este cultivar se dejó de lado. No obstante, debido a la cantidad de información disponible, los miembros del consorcio decidieron utilizarlo como modelo.

En este sentido, existe la posibilidad de que se puedan rescatar cultivares utilizados actualmente en distintas regiones del país que se destacan por su sabor y contextura (uno de los casos más conocidos es el del tomate Platense). De esta forma, el INTA comenzó a rescatar cultivares locales para poder catalogarlos en colaboración con la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Cuyo.

Esto podría ocasionar un gran impacto tanto en términos de costos de producción (por ejemplo en el costo de la semilla que actualmente se importa en su mayoría) como en la calidad del producto.

“Nos dimos cuenta que toda esta información suministrada a partir del consorcio del genoma nos podía servir para ir a buscar en esos cultivares toda la variabilidad que existe en ellos y que permitiera explicar su alta calidad o la razón por la cual los productores locales los siguen prefiriendo”, sostuvo Carrari.

 

Genomas por venir

Además, el grupo lidera un proyecto de secuenciación del genoma de una especie de tomate silvestre (Solanum pennelli) que no es comestible ni utilizado para la producción convencional, pero su desciframiento permitiría contar con un importante reservorio de alelos exóticos.

América del Sur posee la mayor diversidad de especies de tomate ya que es originario de las tierras altas de las costas occidentales y fue cultivado de manera continua por las diversas culturas andinas* (ver recuadro “Un cultivo con historia”).

De hecho, en la actualidad existen más de 2.300 especies diferentes de tomate en la región y sólo dos laboratorios latinoamericanos participan de este consorcio: uno de la Universidad de Sao Pablo, Brasil y el otro pertenece al INTA.

Son muy pocos los cultivares comerciales que portan alelos silvestres, pero si se los logran conocer a nivel genómico, entonces se podrán seleccionar aquellos que aporten características benéficas y utilizarlos como fuente de diversidad para ser aprovechada en el mejoramiento de esta especie a partir de, por ejemplo, cruzamientos con las especies cultivadas.

Para ello, una de las maneras utilizadas por los mejoradores es la introgresión de genes en las que paulatinamente se incorporan alelos de especies silvestres al acervo genético de las cultivadas.

“Conocer la estructura genómica de los propios recursos naturales es la información más valiosa que podamos tener. No sólo es necesario conservar la variabilidad, sino también utilizarla en beneficio de la producción local”, concluyó Carrari.

 

* Smith, Andrew F. (1994), The tomato in America : early history, culture, and cookery. University of South Carolina Press, Columbia, S.C, USA.

 

Más información:

Fernando Carrari

fcarrari@cnia.inta.gov.ar

 

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