Nuevos genomas para ayudar a proteger las manzanas silvestres y antiguas de Gran Bretaña


Los códigos genéticos completos de la única manzana silvestre nativa de Gran Bretaña, la manzana silvestre europea, Malus sylvestris, y cuatro variedades de manzanas comestibles tradicionales han sido secuenciados por científicos. 


por el Instituto Wellcome Trust Sanger


Juntos, estos conjuntos de genomas de alta calidad permitirán a los investigadores comprender mejor nuestra herencia de manzanas y ayudarán a evitar que nuestras manzanas silvestres sean hibridadas por sus parientes domésticos.

Los genomas se secuenciaron en el Instituto Wellcome Sanger como parte del proyecto Darwin Tree of Life, una asociación que incluye al Real Jardín Botánico de Edimburgo y al Real Jardín Botánico de Kew. El proyecto tiene como objetivo producir genomas de alta calidad para cada planta, animal, hongo y protista unicelular en Gran Bretaña e Irlanda.

Los genomas de la manzana se publicaron en Wellcome Open Research.

El manzano silvestre europeo es probablemente uno de nuestros árboles nativos menos comprendidos y menos apreciados. M. sylvestris fue una de las especies silvestres que dio origen a nuestras manzanas domésticas en la antigüedad. Pero ahora su integridad genética está siendo socavada por la hibridación con parientes domésticos ampliamente plantados. Casi el 30% de los manzanos silvestres encuestados en un estudio reciente resultaron ser de origen híbrido. Ahora hay llamados para una mejor protección en áreas del norte de Gran Bretaña donde las manzanas silvestres «puras» todavía se encuentran en grandes cantidades.

«La investigación sobre manzanos silvestres en Europa y el Reino Unido ha demostrado que la hibridación con manzanos domesticados puede estar muy extendida. Esto puede conducir a la erosión genética de los manzanos silvestres, un contribuyente importante para muchas de nuestras variedades de manzanas cultivadas. Tener acceso al genoma completo de ambas especies podemos aumentar nuestra comprensión de este proceso y cómo puede afectar el futuro de nuestras especies nativas. Por ejemplo, mediante la selección de híbridos podemos investigar si ciertos genes se transmiten preferentemente durante la hibridación y, por lo tanto, es probable que se incorporen a largo plazo en los antecedentes genéticos de la manzana silvestre», dice el Dr. Markus Ruhsam, Royal Botanic Garden Edinburgh.

Los genomas permitirán a los investigadores ver cómo se cultivaron y transportaron las variedades domésticas de manzanas (variedades cultivadas) a través de Gran Bretaña e Irlanda durante siglos. Los científicos también pueden retroceder en el tiempo para estudiar su viaje evolutivo desde las montañas de Asia Central.

Junto con la manzana silvestre, los científicos secuenciaron cuatro variedades de la manzana doméstica, Malus domestica:

  • La flor de Kent: una manzana para cocinar, también conocida como «la manzana de Newton». Se cree que la mayoría de los árboles existentes descienden del de Woolsthorpe Manor que inspiró la ley de gravitación universal de Sir Isaac Newton.
  • The Costard: una de las manzanas más antiguas registradas en los registros históricos de Inglaterra, una variedad popular durante cientos de años antes de pasar de moda.
  • The Brown Snout: una manzana para sidra que se originó en el siglo XIX en Herefordshire, su parte superior rojiza inspira su nombre.
  • La manzana de la isla de Bardsey: una manzana para comer con un distintivo aroma a limón, redescubierta en una isla al noroeste de Gales y que se cree que originalmente fue cultivada por monjes medievales.

A pesar de una rica herencia de manzanas, se estima que más del 50% de todas las manzanas vendidas en el Reino Unido son de las variedades Gala y Braeburn, que no son nativas del Reino Unido sino que se desarrollaron en Nueva Zelanda.

«Gran Bretaña e Irlanda tienen una rica historia de cultivo de manzanas, con las primeras manzanas reportadas en nuestras islas hace más de 800 años. Esto bien puede explicar la notable diversidad de alrededor de 2500 variedades de manzanas que se han desarrollado aquí, de un estimado de 7500 reconocidas a nivel mundial. , incluso si hay una diversidad limitada en los estantes de nuestros supermercados. Sin embargo, la rica variedad de manzanas secuenciadas por el proyecto Darwin Tree of Life abre oportunidades emocionantes para nuevos descubrimientos y la exploración de nuevos datos genómicos puede revelar bioquímicos con el beneficio potencial para medicamentos y humanos . salud , dando así aún más relevancia al conocido dicho: una manzana al día mantiene alejado al médico», dice la Dra. Ilia Leitch, Royal Botanic Gardens, Kew.

Para comprender mejor nuestra herencia de manzanas, los científicos también produjeron secuencias de ADN para más de 40 variedades de manzanas británicas e irlandesas adicionales . Usando genómica comparativa , construyeron un árbol genealógico de manzanas que mostraba cómo se relacionan las variedades y cómo se habían trasladado por Gran Bretaña e Irlanda. Esto es particularmente interesante para las manzanas, que no «crecen verdaderas», lo que significa que no producen una planta idéntica plantando pepitas solamente. En cambio, necesitan ser injertados en otro manzano, una técnica hortícola que data de hace miles de años.

Los investigadores pueden utilizar estos genomas para mirar tanto al futuro como al pasado. En el caso de cultivos importantes como las manzanas, pueden estudiar el código genético para crear cultivos mejores y más resistentes en el futuro, esencialmente acelerando los procesos de selección en los que los agricultores han confiado durante milenios. Esto no solo ayudará a generar frutas más atractivas en el futuro, sino que también podría resultar importante para proteger a la industria de impactos ambientales como el cambio climático.

Esto podría implicar la identificación de genes específicos para la resistencia a las enfermedades que afectan a las manzanas, como la infección por hongos conocida como «roña». Los investigadores también esperan poder aumentar el contenido de algunos de los compuestos químicos producidos por las manzanas, que se han asociado con importantes beneficios para la salud, como la protección contra las enfermedades cardiovasculares y el tratamiento de la diabetes.

«Al generar genomas para cada forma de vida que vive en Gran Bretaña e Irlanda, no solo comprendemos mejor nuestro entorno sino también nuestro lugar dentro de él. El nuestro es un paisaje moldeado por humanos y es aleccionador darse cuenta de que nuestras acciones impulsan no solo la degradación visible del hábitat sino también una degradación genética oculta de importantes especies silvestres . La información genómica también nos permite observar la historia pasada de cultivos importantes, mirar hacia el futuro de la ciencia agrícola y abordar los problemas de conservación de hoy. Los genomas de referencia producidos por el árbol de Darwin of Life son herramientas poderosas y gratuitas que nos ayudan a transformar la forma en que hacemos biología», dice el profesor Mark Blaxter, Instituto Wellcome Sanger.



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