¿Te gustan los tomates grandes y rollizos? Si es así, debe agradecer a un gen que surgió hace miles de años cuando los primeros agricultores en América del Sur comenzaron a domesticar esta popular fruta, según científicos de la Universidad Estatal de Ohio.
Esther van der Knaap, genetista del Colegio de Alimentos, Agricultura y Ciencias Ambientales de la universidad, dirigió un equipo de investigación internacional que descubrió y clonó un gen que regula el tamaño de la fruta en el tomate. Este es solo el segundo gen de domesticación involucrado en el tamaño de la fruta clonado en cualquier cultivo de vegetales o frutas.
El descubrimiento fue reportado el 30 de septiembre en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.
"Este trabajo representa una mejora importante en la comprensión de la regulación del tamaño de la fruta y cómo la domesticación desempeñó un papel en la selección de este gen", dijo van der Knaap, que se basa en el campus de Wooster del Centro de Investigación y Desarrollo Agrícola de Ohio. (OARDC), el brazo de investigación de la universidad.
El gen clonado, conocido como SlKLUH, afecta el tamaño de la fruta al aumentar las capas de las células y retrasar la maduración. Según van der Knaap, este gen promueve las divisiones celulares adicionales durante el proceso de desarrollo de la fruta, inmediatamente después de la fertilización. Estas divisiones celulares adicionales conducen a la ampliación de la fruta, mientras que el retraso en la maduración es probablemente el resultado de una extensión de la etapa de división celular.
La mayoría de la investigación fue realizada por el investigador postdoctoral del estado de Ohio Manohar Chakrabarti y Ph.D. estudiante Na Zhang, trabajando en el laboratorio de van der Knaap. Otros científicos con sede en los Estados Unidos, Francia y España colaboraron también.
El equipo de investigación también identificó un posible elemento regulador en el promotor de SlKLUH que tiene la hipótesis de controlar la expresión génica. El promotor es una región de ADN que es responsable de iniciar la transcripción de un gen.
"Nuestros hallazgos sugieren que el alelo que dio lugar a la fruta grande surgió en los primeros domesticados de tomate y se hizo progresivamente más abundante en nuevas selecciones", dijo van der Knaap.
La domesticación de las plantas de cultivo hace unos 10.000 años tuvo un efecto significativo en el desarrollo de los humanos y sus sociedades. Sin embargo, incluso hoy en día, los científicos saben poco sobre los mecanismos moleculares implicados en los cambios en la apariencia de la fruta (tamaño, forma y otros factores) como resultado de la domesticación y selección por parte de los primeros agricultores.
"A pesar de la importancia de la masa de fruta en la evolución de las plantas de frutas y vegetales, la clonación de genes de domesticación de cultivos de frutas y vegetales ha quedado rezagada con respecto a los cultivos de cereales", dijo van der Knaap. "Por esa razón, los conocimientos sobre los mecanismos moleculares que condujeron a la transición de la fruta de pequeño a grande siguen siendo en su mayoría desconocidos".
Se espera que la clonación de SlKLUH aumente la comprensión de los científicos sobre los procesos de desarrollo de la fruta, no solo en el tomate, sino también en otras especies de cultivos.
"Mostramos en este trabajo que el mismo gen pudo haber sido seleccionado durante la domesticación de ají, lo que también ha incrementado el tamaño de la fruta en este cultivo de hortalizas", dijo van der Knaap.
En 2008, van der Knaap informó el descubrimiento de un gen que controla la forma de la fruta en la revista Science.
Esta investigación básica también tiene implicaciones importantes para la producción de verduras y frutas, ya que podría permitir a los mejoradores manipular genes para crear nuevas variedades con las características deseadas de tamaño y forma.
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