Una nueva comparación y análisis de los genomas de las especies del género Malus, que incluye la manzana domesticada y sus parientes silvestres, reveló las relaciones evolutivas entre las especies y cómo sus genomas han evolucionado durante los últimos casi 60 millones de años.
por Sam Sholtis, Universidad Estatal de Pensilvania
El equipo de investigación identificó variaciones estructurales entre los genomas y desarrolló métodos para identificar genes asociados con rasgos deseables, como sabor y resistencia a enfermedades y al frío, que podrían ayudar a guiar futuros programas de mejoramiento de manzanas .
Un artículo que describe la investigación, realizada por un equipo internacional que incluye biólogos de Penn State, fue publicado en la revista Nature Genetics .
«Hay aproximadamente 35 especies en el género Malus, pero a pesar de la importancia de la manzana como cultivo frutal, no se han realizado estudios exhaustivos sobre cómo han evolucionado los genomas de este grupo», dijo Hong Ma, titular de la Cátedra Huck en Desarrollo y Evolución Reproductiva de Plantas y profesor de biología en el Eberly College of Science de Penn State y autor del artículo.
En este estudio, pudimos profundizar en los genomas de Malus, establecer un árbol genealógico del manzano, documentar eventos como duplicaciones de genomas completos e hibridaciones entre especies, y encontrar regiones del genoma asociadas con rasgos específicos, como la resistencia a la sarna del manzano.
El equipo secuenció y ensambló recientemente los genomas de 30 miembros del género, incluyendo la variedad domesticada de manzana Golden Delicious. De las 30 especies, 20 son diploides, lo que significa que poseen dos copias de cada cromosoma, como los humanos, y 10 son poliploides, con tres o cuatro copias de cada cromosoma, probablemente debido a hibridaciones relativamente recientes de diploides y otros parientes de Malus.
Al comparar la secuencia de casi 1.000 genes de cada especie, los investigadores construyeron un árbol genealógico del género y luego utilizaron el análisis biogeográfico para rastrear su origen hasta hace unos 56 millones de años en Asia.
«La historia evolutiva del género es bastante compleja, con numerosos ejemplos de hibridación entre especies y un evento compartido de duplicación del genoma completo que dificulta las comparaciones», afirmó Ma. «Contar con genomas de alta calidad para un número tan grande de especies del género y comprender las relaciones entre ellas nos permitió profundizar en la evolución del género».
Para analizar con más detalle la historia y la evolución de los genomas de Malus, el equipo examinó los 30 genomas secuenciados mediante un enfoque analítico denominado pangenómica. Este enfoque implicó una comparación exhaustiva de genes compartidos o conservados y otras secuencias, como los transposones (a veces llamados genes saltadores por su capacidad de moverse en el genoma) en los 30 genomas, así como de genes presentes únicamente en subconjuntos de los genomas.
Los análisis pangenómicos combinan la información genómica de un grupo estrechamente relacionado para comprender la conservación evolutiva y las divergencias y fueron facilitados en gran medida por la herramienta de gráficos pangenómicos.
«El uso del pangenoma de 30 especies fue eficaz para detectar variación estructural, así como duplicaciones y reordenamientos genéticos, entre las especies que podrían pasar desapercibidas al comparar solo unos pocos genomas», afirmó Ma. «En este caso, una de las variantes estructurales descubiertas nos permitió identificar el segmento genómico asociado con la resistencia a la sarna del manzano, una enfermedad fúngica que afecta a las manzanas en todo el mundo».
El equipo también desarrolló una herramienta de análisis pangenómico para encontrar evidencia de barridos selectivos, un proceso en el que un rasgo beneficioso aumenta rápidamente su frecuencia en una población. Mediante este método, identificaron una región genómica responsable de la resistencia al frío y a las enfermedades en especies silvestres de Malus, que también podría estar relacionada con el sabor desagradable de la fruta.
«Es posible que, en el esfuerzo por producir la fruta de mejor sabor, se haya producido una reducción involuntaria de la resistencia de las manzanas domesticadas», afirmó Ma. «Comprender las variaciones estructurales en los genomas de Malus, las relaciones entre las especies y su historial de hibridación mediante análisis pangenómico podría ayudar a orientar futuros esfuerzos de mejoramiento para que las características beneficiosas para el buen sabor y la resistencia a las enfermedades se conserven en las manzanas».
Más información: Wei Li et al., El análisis pangenómico revela la evolución y diversidad de Malus, Nature Genetics (2025). DOI: 10.1038/s41588-025-02166-6
