Descifran genoma en aguacate y buscan genes de interés

Todos los aguacates tienen el mismo genoma, pero cada variedad tiene versiones distintas de ciertos genes, de los que dependen algunas características, como la resistencia a enfermedades o una mejor calidad de ácidos grasos omega.

Identificar genes de interés en el genoma del aguacate servirá para obtener variedades mejoradas del cultivo.

El aguacate es un árbol que pertenece a la familia Lauraceae, su ciclo de vida es largo y esto es un factor que dificulta el mejoramiento de su fruto. Es en este contexto que la publicación del genoma del aguacate puede contribuir a obtener, de manera más precisa y rápida, nuevas variedades de este fruto, dijo el doctor Luis Herrera Estrella profesor emérito de la Universidad Tecnológica de Texas.

El también integrante de la Academia Mexicana de Ciencias señaló que el aguacate es un cultivo prioritario para México, ya que es el principal país productor, consumidor y exportador de este fruto a nivel mundial. “De ahí la importancia de dilucidar el genoma— el conjunto del material hereditario— de esta planta que es originaria de Mesoamérica”.

De acuerdo con el documento “Planeación agrícola nacional 2017-2030” acerca del aguacate mexicano nuestro país es el principal proveedor de aguacate del mercado internacional con una aportación de 45.95% del valor de las exportaciones mundiales. Además, el documento de la Secretaría de Agricultura y Desarrollo Rural indica que la demanda de este fruto se ha incrementado en 26 países y las exportaciones representan 54.10% de la disponibilidad de aguacate en México.

El doctor Herrera Estrella, líder del proyecto de la secuenciación del genoma del aguacate, investigación que contó con la participación de 17 instituciones de cuatro continentes y que fue publicada el 6 de agosto de 2019 en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS, por sus siglas en inglés) la revista oficial de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, explicó que del aguacate (Persea americana) se reconocen tres variedades botánicas: mexicana o aguacate criollo (P. americana var. drymifolia); guatemalteca (P. americana var. guatemalensis) y antillana (P. americana var. americana), las cuales dan lugar a distintos híbridos.

“Si bien todos los aguacates tienen el mismo genoma, existen distintas variedades, cada una de ellas con versiones distintas de ciertos genes, lo que llamamos alelos, de los que depende que, por ejemplo, un tipo de aguacate sea más resistente a enfermedades causadas por hongos o que otro tenga mayor calidad de ácidos grasos omega”, señaló Luis Herrera.

Es así que al identificar todos los genes de un organismo es posible hacer comparaciones con otros genomas, entender cómo estos organismos han evolucionado y cuáles son los genes determinantes de características físicas como el color o el tamaño, en este caso del fruto del aguacate.

El especialista en secuenciación de genomas de plantas nativas de México, destacó que el cultivo Hass y la variedad mexicana (aguacate criollo) fueron los elegidos, como parte de la investigación, para generar genomas de referencia y poder determinar las variaciones genéticas de otros tipos de aguacate. “De esta manera podemos identificar genes importantes para las características de interés como son: sabor, tamaño del fruto y calidad de sus ácidos grasos”.

Así, al tener la información del material genético del aguacate y una vez que se identifiquen los genes de interés, una opción, agregó el doctor Herrera Estrella, es que a través de sisgénesis—introducir un gen de un organismo en el genoma de otro de la misma especie— en un solo proceso se obtengan variedades mejoradas del cultivo. Otra alternativa, indicó, podría ser utilizar la edición genómica, una técnica moderna que se emplea en países desarrollados para el mejoramiento de cultivos.

Entre los resultados de la investigación encabezada por la Unidad de Genómica Avanzada (UGA/Langebio) del Cinvestav, está que la variedad de aguacate Hass tiene un componente genético mayoritario de la variedad mexicana Persea americana var. drymifolia y alrededor del 39% de la variedad guatemalteca. “Esta información nos permitirá identificar genes o combinaciones de genes que le confieren al aguacate Hass las características que lo han hecho la variedad con más éxito hasta ahora”, mencionó el doctor Alfredo Herrera Estrella, titular de la UGA/Langebio, y quien también participó en el estudio.

En la actualidad el aguacate Hass es la variedad de este fruto más comercializada a nivel mundial, con un mercado de miles de millones de dólares anuales, ya que su pulpa y cáscara duras, permiten un mejor manejo y almacenamiento del producto, dijo el investigador

“En este estudio no solo obtuvimos la secuencia física del genoma del aguacate sino que la vinculamos a la información genética basada en cruzas, esto a partir de las secuencias de ADN que la Universidad de Florida nos dio, toda esta información se puede utilizar en programas de mejoramiento del aguacate, ya sea tradicional o que impliquen técnicas de modificación genética”.

Para Alfredo Herrera Estrella uno de los retos es que la información científica básica de alta calidad llegue a la sociedad, de tal manera que considera necesario obtener el genoma y los datos de genotipificación de múltiples accesiones (muestras de germoplasma) de otros cultivos considerados prioritarios para nuestro país, tal es el caso del: frijol, café y chile, cuyos genomas ya han sido reportados; así como de la vainilla, agave, zarzamora, frambuesa y papaya en los que ya se está trabajando.

En el artículo publicado en PNAS se abordan dos aspectos más, uno de ellos es que los genes COMT1 y EIN3 están involucrados en la resistencia a patógenos, en particular a los hongos y a los Oomicetos, que atacan al aguacate. Lo que les indica a los investigadores que durante su evolución este fruto se ha enriquecido en genes de defensa contra estos patógenos.

El otro es que el aguacate, una especie frutal nutritiva y de importancia económica, ocupa una posición no resuelta cerca de las ramificaciones evolutivas más tempranas de las plantas con flores. Y a partir del genoma del aguacate se podría avanzar en la reconstrucción de la historia de estas plantas que son uno de los grupos más numerosos del planeta.