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Mejorar los tomates, cuestión de genes

El proyecto ESP-SOL identifica los factores y los genes implicados en las características organolépticas del tomate con el fin de mejorar su calidad

Imagen: Jonathan Ruchti

Detrás de un suculento tomate se esconden infinidad de rasgos que son los que le confieren características tan particulares como el color y el sabor. Conocer con precisión cómo actúan ciertos parámetros genéticos de este alimento ha ayudado ahora a identificar cuáles son los factores, los genes y los mecanismos que influyen en las cualidades organolépticas de este alimento, lo que contribuirá no sólo a mejorarlas sino también a perfeccionar la resistencia a ciertas enfermedades.

El aroma, la textura y el nivel de azúcares y de acidez son algunas de las características del tomate ("Lycoperiscon esculentum") que más suelen valorar los consumidores. De gran importancia en la dieta española, este alimento tiene la fortuna de gozar de propiedades beneficiosas para la salud que pueden fortalecerse. En el marco de las distintas investigaciones genómicas que se están llevando a cabo para mejorar la calidad y propiedades de algunos alimentos, el proyecto español "Identificación de genes y moléculas asociadas a rasgos de calidad del fruto de tomate y participación en la secuenciación de las regiones eucromáticas del cromosoma 9. Una aproximación genómica" acaba de presentar algunos de los resultados del estudio de los genes implicados en propiedades como el olor, el sabor, el color y la presencia de ingredientes como azúcares, ácidos, vitaminas y carotenos, rasgos con una dificultad de estudio enorme puesto que en ellos confluyen muchos genes.

Mapa detallado

El cromosoma 9 del tomate se asocia a la resistencia de enfermedades y al aroma

En los rasgos cuantitativos, como el color de la piel o el tamaño, el análisis y caracterización son tareas muy complejas. Sin embargo, los avances conseguidos con el proyecto ESP-SOL, desarrollado por la Fundación Genoma España para identificar el ADN del tomate, y que acaban de ser presentados, permitirán, según sus responsables, elaborar un "mapa detallado" de los cromosomas del tomate "para identificar los genes implicados en sus características".

La primera parte del estudio realizado en España se ha centrado en la genómica estructural, es decir, en conocer los genes del cromosoma 9 del tomate (de los 12 que tiene) para poder analizar cada una de las funciones de crecimiento. Dentro de la genómica funcional, los expertos han identificado los genes responsables no sólo del sabor, del contenido de vitaminas y azúcares sino también los que juegan algún papel en el proceso de maduración del vegetal.

En el genoma del tomate se han localizado un total de 300 marcadores y más de 200 genes y se han identificado varias zonas genómicas que provocan distintos grados de presencia de ingredientes que contiene el tomate, como vitaminas y azúcares. Si se conocen estos patrones de actuación, los expertos confían en poder desarrollar, en unos años, variedades mejoradas, así como aumentar la cantidad de compuestos saludables como el licopeno, un pigmento vegetal que da el color a tomates y otros vegetales y frutas y que posee importantes propiedades antioxidantes. Una de las aspiraciones de la investigación, que ha contado con la participación de 10 grupos de investigación, instituciones públicas y empresas, además de universidades y centros regionales de investigación de distintas comunidades autónomas, es poder trasladar estas moléculas presentes sólo en la piel también a la carne del tomate.

Una unión de piezas

Los últimos avances sobre las particularidades del tomate responden al trabajo conjunto que realizan, dentro del Internacional Solanaceae Genomics Projects para descifrar el genoma del tomate, ocho países: Francia, Alemania, Estados Unidos, Italia, Japón, Corea, Holanda y España. El objetivo es que cada uno de ellos secuencie uno de los 12 cromosomas que conforman el mapa genético del tomate, excepto Estados Unidos, que se encarga de tres de estos cromosomas.

A España le corresponde el cromosoma 9, y en esta investigación participan nueve grupos de expertos coordinados por el Instituto de Biología Molecular y Celular de las Plantas de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV). Los expertos confían en que, a finales de 2009, esté listo ya un borrador sobre el genoma del tomate y sus 12 cromosomas. Una vez conseguido, uno de los objetivos es poder continuar con otras especies cercanas al tomate, como el pimiento o la patata.

Tamaño y forma

Los tomates que se cultivan pueden llegar a ser hasta mil veces más grandes que sus parientes silvestres. ¿Cómo se consigue tanta diferencia? Se trata de una de las particularidades de la "domesticación" de las plantas. El tomate pertenece a la familia de las solanáceas, entre las que se incluyen, además del tomate, la patata, la berenjena y los pimientos, entre otros. Con la ayuda de las herramientas que les ha proporcionado el genoma del tomate, expertos de la Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria (CORPOICA) admitían, a mediados de 2008, que el tamaño del tomate puede variar hasta en un 30% de unas variedades a otras.

De la mano de los genes también llegaba en 2008 un hallazgo que explicaba la diversidad de formas de este cultivo. ¿Por qué hay tomates de tantas y tan variadas formas? Según una investigación desarrollada por expertos de la Universidad de Ohio, el gen denominado SUN es uno de los máximos responsables de la forma alargada de algunas variedades de tomate. Y es que se trata de uno de los cultivos vegetales con más variaciones desde el punto de vista morfológico. Esto convierte a los tomates en el blanco perfecto para el estudio de la morfología de las frutas y para intentar comprender qué genes provocan esta diversidad de formas.

TRAS LA MEJORA GENÉTICA VEGETAL

La investigación genómica de los vegetales ha puesto sobre la mesa aspectos como la importancia que tienen las interacciones entre genes, además de los efectos individuales de cada uno de ellos. Cuando actúan en equipo, los genes forman sistemas que son, en buena parte, los responsables de rasgos como el rendimiento de los cultivos, las resistencias a ciertas enfermedades o el contenido de nutrientes específicos. Hasta ahora, algunos de los vegetales que han sido objeto de estudio a este nivel son el maíz, la vid, el arroz o el trigo.

La actividad en el ámbito de los genomas vegetales, cuya puerta abrió la secuenciación en 2000 de la planta modelo "Arabidopsis thaliana", se ha centrado sobre todo en aquellas plantas con especial interés comercial. Algunos de los objetivos son mejorar el rendimiento de los cultivos y hacerlos más fuertes en condiciones ambientales extremas, como la sequía. Para los expertos, el uso de técnicas como la genómica permite no sólo mejorar la producción sino adecuarse a las demandas, cada vez mayores y más exigentes, de los consumidores.


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