Dulces secretos del arándano: conocimientos genéticos destinados a transformar la calidad de la fruta


El arándano chino, Myrica rubra, es una fruta subtropical muy valorada por su sabor distintivo, beneficios nutricionales e importancia económica. Sin embargo, los ensamblajes genómicos anteriores carecían de continuidad de secuencia, lo que dificultaba estudios genéticos completos. Debido a estos desafíos, fue necesaria una investigación detallada de los factores genéticos que influyen en la calidad del fruto del arándano.

por TranSpread


Dulces secretos del arándano: conocimientos genéticos destinados a transformar la calidad de la fruta
Ensamblaje sin espacios T2T del genoma de referencia del arándano chino. A. Variaciones en la morfología del fruto del arándano que se muestran en diferentes colores: fruto blanco (Shuijingzhong, SJZ), rojo (Shenhongzhong, SHZ) y negro-púrpura (Zaojia, ZJ). Barras de escala = 1 cm. B. Espectro de distribución de K-mer (17-mer), que ilustra la complejidad del genoma del arándano. C. Características y síntesis del genoma del arándano ordenado desde los anillos más externos (a) hasta los más internos (j): (a) longitud del cromosoma en megabases (Mb); (b) LAI por cromosoma; (c) contenido de GC, donde los tonos más oscuros indican valores más altos; (d) densidad genética; (e) densidad del elemento gitano; (f) Densidad del elemento de copia; (g) densidad general de TE; (h) niveles de expresión génica en frutos ZJ, presentados como fragmentos por kilobase de transcripción por millón de lecturas mapeadas (FPKM) en ventanas de 5 Mb, normalizados con log2 (FPKM +1); (i) densidad de repetición en tándem asociada con centrómeros, resaltada en azul para densidades más altas; (j) relaciones sinténicas representadas con líneas de conexión entre regiones cromosómicas. D. Mapa de calor de interacción Hi-C que muestra las conexiones entre los ocho cromosomas, con colores más oscuros que representan frecuencias de interacción más altas. Los ejes indican las posiciones secuenciales de los cromosomas. CréditoInvestigación en horticultura (2024). DOI: 10.1093/hora/uhae033

Los investigadores del Laboratorio Estatal Clave para la Gestión de Amenazas Bióticas y Químicas a la Calidad y Seguridad de los Productos Agrícolas han hecho un descubrimiento monumental. Su trabajopublicado el 30 de enero de 2024 en Horticulture Research , detalla el ensamblaje del genoma de referencia T2T para el cultivar «Zaojia» y un estudio de asociación de todo el genoma (GWAS) que descubre los factores genéticos que influyen en la calidad del fruto del arándano.

El estudio utilizó lecturas largas de PacBio HiFi para ensamblar un genoma T2T de 292,60 Mb para el cultivar de arándano «Zaojia», mejorando significativamente la continuidad del genoma. Los investigadores identificaron 6.649.674 polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) y realizaron un GWAS en 173 muestras, vinculando 1.937 SNP con 1.039 genes asociados con 28 rasgos de calidad de la fruta. En particular, se descubrió que un grupo de SNP en el cromosoma 6 regula el color de la fruta, involucrando dos genes MYB y un gen de proteína similar a MLP que aumentaba la producción de antocianinas.

Este estudio proporciona un recurso genético integral para futuros programas de mejoramiento del arándano, enfocándose en rasgos como el color, el tamaño y el contenido nutricional de la fruta.

El Dr. Shuwen Zhang, investigador principal, afirmó: «Este avance en el ensamblaje de un genoma de referencia sin espacios para el arándano chino abre nuevas vías para la investigación genética y el mejoramiento. Nuestros hallazgos sobre los determinantes genéticos de los rasgos de calidad de la fruta mejorarán significativamente la eficiencia de programas de mejoramiento, que conducen a variedades mejoradas de arándano con mejor color, tamaño y perfiles nutricionales».

La finalización de este genoma de referencia y la identificación de variaciones genéticas clave tienen profundas implicaciones para el mejoramiento y el cultivo del arándano. Los conocimientos genéticos obtenidos de este estudio facilitarán el desarrollo de marcadores moleculares para el mejoramiento específico, lo que permitirá la selección de rasgos superiores de la fruta.

En última instancia, esta investigación contribuirá a la producción de arándanos de alta calidad, beneficiando tanto a los productores como a los consumidores. Los hallazgos también proporcionan un valioso recurso genético para estudiar otras especies relacionadas , avanzando en el campo de la genómica hortícola.

Más información: Shuwen Zhang et al, El ensamblaje del genoma de referencia T2T y el estudio de asociación de todo el genoma revelan la base genética de la calidad de la fruta del arándano chino, Horticulture Research (2024). DOI: 10.1093/hora/uhae033