Un equipo de investigación ha secuenciado y ensamblado con éxito los genomas de las cuatro especies de macadamia, lo que marca un avance significativo en los esfuerzos de mejora de los cultivos de esta nuez de valor comercial.
por la Academia China de Ciencias
Los hallazgos revelan rasgos genéticos clave que podrían mejorar la resistencia a las enfermedades, la adaptabilidad climática y el rendimiento de los cultivos, abordando así los desafíos de la diversidad genética en el mejoramiento de la macadamia.
Macadamia, un género originario del este de Australia, incluye cuatro especies: Macadamia integrifolia, M. tetraphylla, M. ternifolia y M. jansenii. Solo las dos primeras especies y sus híbridos se cultivan ampliamente para la producción comercial.
A pesar de su creciente importancia como cultivo mundial, la macadamia se ha domesticado a partir de una base genética limitada, principalmente germoplasma hawaiano, lo que ha limitado su diversidad genética y resiliencia. Este estudio tiene como objetivo ampliar los recursos genéticos disponibles para la macadamia mediante ensamblajes genómicos de alta calidad de las cuatro especies.
Un estudio publicado en Tropical Plants el 21 de octubre de 2024 ayuda a ampliar el acervo genético, aumentando la resiliencia y manteniendo o mejorando las cualidades deseables de las nueces de macadamia, como el sabor y el contenido de aceite.
Los investigadores utilizaron la tecnología de secuenciación de lectura larga PacBio HiFi para ensamblar los genomas de las cuatro especies de Macadamia, logrando profundidades de secuenciación de entre 27X y 42X. Los ensamblajes produjeron genomas altamente contiguos con valores N50 superiores a 45 Mb, lo que indica una excelente completitud del genoma.
Entre las especies, M. integrifolia presentó la mayor cantidad de contigs, mientras que M. tetraphylla presentó la menor cantidad. El análisis BUSCO confirmó una integridad del genoma de más del 97%, y la mayoría de los genes se identificaron como copias únicas.
El estudio también realizó ensamblajes a nivel de cromosomas, con tamaños de genoma que oscilaban entre 735 Mb y 795 Mb. M. tetraphylla tuvo el ensamblaje colapsado más grande, mientras que M. jansenii tuvo el más pequeño. Los investigadores identificaron variaciones estructurales en los cromosomas 9 y 10 en todas las especies. La anotación del genoma reveló que entre el 61% y el 62% de los genomas consistían en elementos repetitivos, y el número de genes predichos varió entre 37.198 y 40.534.
Cabe destacar que los genes asociados con la biosíntesis de ácidos grasos y las propiedades antimicrobianas se conservaron entre las especies. El análisis comparativo identificó diferencias estructurales significativas entre especies, lo que mejoró la comprensión de la diversidad genética dentro del género Macadamia.
Estos conocimientos sientan las bases para mejorar los programas de mejoramiento de macadamia aprovechando la diversidad genética de las especies silvestres para abordar desafíos como la resistencia a las enfermedades y la adaptabilidad climática.
Según el investigador principal del estudio, el Dr. Robert J. Henry, «tener acceso a los genomas de las cuatro especies de macadamia ofrece oportunidades sin precedentes para mejorar la resiliencia y la productividad de los cultivos. Estos datos genómicos exhaustivos proporcionan la base para programas de mejoramiento mejor informados, que son cruciales para satisfacer las demandas de un clima cambiante y de mercados globales en crecimiento».
Esta secuenciación integral de las cuatro especies de macadamia sienta las bases para avances significativos en el mejoramiento de la macadamia, con el potencial de impulsar la producción global y mejorar la resiliencia de los cultivos. Los nuevos datos genómicos ofrecen una herramienta fundamental para los mejoradores e investigadores que trabajan para asegurar el futuro de este cultivo económicamente importante en un mundo cambiante.
Más información: Priyanka Sharma et al, Secuencias genómicas para apoyar la conservación y el cultivo de plantas tropicales de macadamia (2024). DOI: 10.48130/tp-0024-0029
