La disponibilidad de un genoma de referencia de un cultivo es sumamente importante para un conocimiento más profundo de su cultivo molecular e historia evolutiva. En el estudio del genoma de la sandía, los investigadores presentaron una secuencia genómica de alta calidad de un cultivar 97103 de sandía de Asia Oriental y el resecuenciado de 20 accesiones de la sandía que abarcan la diversidad genética de la fruta.
El duplicado del genoma completo es frecuente en los angiospermas y representa un mecanismo molecular importante que ha dado forma a los cariotipos vegetales. Para acceder al origen de las estructuras genómicas de las cucurbitáceas modernas, los investigadores analizaron las relaciones sintéticas existentes entre la sandía, el pepino, el melón y la uva. Propusieron un modelo evolutivo que ha determinado los 11 cromosomas de la sandía a partir de las eudocotas de 7 cromosomas (sus antepasados) mediante la transición a partir de las eudocotas de 21 cromosomas (antepasados intermedios) que implican 81 fisiones y 91 fusiones.
Muchos de los cultivares de sandía tienen una diversidad genética limitada y son susceptibles a gran número de enfermedades y plagas. En el estudio, los investigadores resecuenciaron 20 accesiones de sandía que representan tres subespecies diferentes. Como era de esperar, la sandía silvestre posee más diversidad genética que los cultivares. Los resultados brindan la oportunidad genética de realizar mejoras en la sandía.
Los cultivos de sandía sufren pérdidas significativas causadas por numerosas enfermedades. Es urgente que se investigue la base molecular para mejorar todavía más la resistencia patógena de este importante cultivo. Los resultados de este estudio mostraron que muchos genes de resistencia estaban localizados en cromosomas en racimos, lo que indica que las duplicaciones en tándem podrían servir como base evolutiva de genes de resistencia en el genoma de la sandía. Además, los resultados del estudio refuerzan la hipótesis previa de que una gran porción de los genes resistentes a la enfermedad se han perdido durante la domesticación de la sandía.
La genómica integrativa y el análisis transcriptómico han permitido un mayor entendimiento de los aspectos del tejido vascular de floema presente tanto en la sandía como en el pepino. Cabe destacar que el floema de la sandía contenía 118 factores de transcripción (FT), mientras que en el pepino solo se identificaron 46 FT y 36 FT estaban presentes en ambos. Además, el equipo identificó varios genes asociados a las valiosas características de calidad de la fruta, como la acumulación de azúcar y el metabolismo de la citrulina.
Jianguo Zhang, gestor de proyectos de la Academia de Ciencias Agrícolas y Forestales de Pekín, ha dicho: "La secuencia genómica de alta calidad abre una nueva vía para próximos estudios de la sandía. Las bases de datos podrían funcionar como una importante herramienta para una mejor exploración de los mecanismos de los significativos rasgos económicos, redes de regulación y mayor mejora genética. También impulsará la investigación evolutiva de los cultivos de cucurbitáceas y otros estudios biológicos básicos como el del metabolismo del azúcar".
Fuente: redorbit.com