Los pepinos, un alimento básico del verano en ensaladas y sándwiches, son un valioso cultivo comercial. También desempeñan un papel menos conocido como valiosas plantas modelo que ayudan a los investigadores a ampliar los límites del descubrimiento genómico.
Dos genes estrechamente vinculados e interactuantes relacionados con la domesticación de la longitud del fruto. Crédito: Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.06.007
Una colaboración de investigación entre el Centro John Innes y la Academia China de Ciencias Agrícolas (CAAS) utilizó una serie de experimentos y análisis genómicos para investigar las diferencias entre los pepinos silvestres y sus parientes domésticos a nivel molecular.
Se centraron en la genética que sustenta la elongación de la fruta en los pepinos domesticados, que son más largos que sus parientes silvestres, rechonchos y de sabor amargo.
Sus hallazgos, publicados en la revista Cell , arrojan luz sobre un área cada vez más importante de la genética y podrían permitirnos crear cultivos más grandes y de mayor rendimiento con mucha mayor precisión y variedad.
Gran parte del mejoramiento vegetal moderno se centra en mutaciones en secuencias de ADN que codifican proteínas, las máquinas celulares que proporcionan características en el campo, como frutos largos o cortos, sabores amargos o dulces y semillas redondas o arrugadas.
Pero estos genes que codifican proteínas solo representan una pequeña proporción del genoma. Cada vez más, los investigadores utilizan herramientas modernas para explorar secuencias de ADN que no codifican proteínas.
Las mutaciones sinónimas, antes conocidas como mutaciones silenciosas, son un ejemplo de regiones no codificantes del genoma que atraen cada vez más el interés de los biólogos.
Estudios previos han demostrado que desempeñan un papel en las funciones celulares, pero hay poca evidencia de que den forma a los rasgos biológicos en un organismo multicelular.
En este estudio , que aparece en la revista Cell , los investigadores investigaron cómo las mutaciones silenciosas podrían impulsar rasgos al alterar la estructura y la función del ARN, una molécula que se encuentra en las células.
Con la ayuda de un mapa de variación genómica basado en poblaciones de pepino, se identificó la longitud de la fruta como un rasgo clave de domesticación del pepino.
Luego, el equipo de investigación utilizó análisis molecular y genético para revelar el mecanismo preciso que conduce al alargamiento del pepino.
Demuestran que una única mutación sinónima en un gen fue un factor clave en la elongación de la fruta durante la domesticación del pepino, dando lugar a que las frutas crecieran hasta un 70% más.
Fundamentalmente, la mutación no produce una proteína, como ocurriría con la mayoría de los rasgos agrícolas y biológicos importantes. En cambio, el gen actúa sobre una molécula diferente, el ARN, transformándola y reprimiendo la producción de la proteína que, en el pepino silvestre, proporciona el rasgo «corto».
«Un pequeño cambio ‘silencioso’ en un gen del pepino, que antes se consideraba inocuo, es clave para que los pepinos modernos duren más», afirmó la Dra. Yueying Zhang, investigadora postdoctoral del Centro John Innes y primera autora del estudio.
«Sorprendentemente, esta mutación silenciosa, que durante mucho tiempo se consideró biológicamente neutral, reorganizó la regulación del ARN y contribuyó directamente al desarrollo de un rasgo domesticado», añadió el Dr. Zhang.
Los hallazgos aportan información valiosa para los programas de mejoramiento de cultivos, ofreciendo posibles vías para la ingeniería de rasgos en el futuro. Este estudio es especialmente relevante para rasgos como el tamaño del fruto, cruciales para mejorar el rendimiento de los cultivos y obtener beneficios comerciales para los agricultores.
El estudio también abre el camino para más investigaciones dirigidas a sitios sinónimos, utilizando técnicas de mejoramiento de cultivos de precisión como la edición genética para mejorar las características en el campo en una variedad de cultivos.
Esta investigación fue un esfuerzo colaborativo entre el grupo del profesor Yiliang Ding en el Centro John Innes, Reino Unido, y los equipos dirigidos por el profesor Xueyong Yang en el Instituto de Verduras y Flores y el académico Sanwen Huang, FRS, presidente de la Academia China de Ciencias Agrícolas (CAAS).
Más información: Tongxu Xin et al., La epistasis recesiva de una mutación sinónima confiere domesticación al pepino mediante regulación epitranscriptómica, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.06.007
