Cómo florece una rosa: su genoma revela los rasgos de olor y color

El aroma de una rosa se desvanece con el tiempo, y lo ha hecho por cientos de años.

Durante siglos, generaciones de cría en busca de flores y pétalos más largos en tonos de casi todos los tonos han embotado los olores más dulces que alguna vez perfumaron los jardines en todo el mundo.

Los investigadores franceses ahora han descubierto con precisión qué genes hacen que la rosa tenga un olor tan dulce, y dónde manipular el genoma para realzar su aroma distintivo.

Aunque el genoma de la rosa ha sido mapeado anteriormente, una versión recientemente publicada es mucho más completa, indicando qué genes tienden a viajar juntos-olor y color, por ejemplo-y qué genes son responsables de la floración continua, entre otros rasgos.

El estudio, publicado en la revista Nature Genetics, también revela un detallado árbol genealógico de la rosa, y cómo difiere de su primo más cercano, la fresa, y sus relaciones más distantes entre la manzana y la pera.

“Creo que es una gran mejora en la secuencia actual de rosas”, dijo Rob Martienssen, biólogo de plantas y profesor del Laboratorio Cold Spring Harbor en Long Island.

“Muchos de estos genes ya se conocían antes, pero es una manera muy agradable de juntarlos y mostrar su historia. Y creo que será muy importante para la cría “, dijo el Dr. Martienssen, que no participó en el nuevo estudio.

La nueva secuencia es uno de los mapas más completos de la genética de una planta. Al identificar los genes con gran precisión, también será útil para la cría de especies de plantas distintas de la rosa, dijo.

Ahora, para desarrollar un nuevo tipo de rosa, los criadores generalmente hacen miles de descendientes híbridos, buscando la combinación de rasgos que desean. Luego, deben seleccionar e identificar a los descendientes que tienen el rasgo deseado. Es un proceso que puede tomar hasta 10 años y requiere mucho espacio y tierra en el invernadero, así como agua, dijo Mohammed Bendahmane, autor principal del periódico y director de investigación de la École Normale Supérieure de Lyon, en Francia.

La nueva secuencia es uno de los mapas más completos de la genética de una planta. Al identificar los genes con gran precisión, también será útil para la cría de especies de plantas distintas de la rosa, dijo.

Ahora, para desarrollar un nuevo tipo de rosa, los criadores generalmente hacen miles de descendientes híbridos, buscando la combinación de rasgos que desean. Luego, deben seleccionar e identificar a los descendientes que tienen el rasgo deseado. Es un proceso que puede tomar hasta 10 años y requiere mucho espacio y tierra en el invernadero, así como agua, dijo Mohammed Bendahmane, autor principal del periódico y director de investigación de la École Normale Supérieure de Lyon, en Francia.

Con los datos de la secuencia más detallada del genoma de la rosa, este proceso debería acortarse significativamente, reduciendo el costo y el consumo de energía necesarios para introducir nuevas especies, dijo.

Debido a siglos de reproducción, la mayoría de los cultivares modernos de rosas tienen cuatro copias de genes, dos de cada padre, en lugar de la más típica de cada padre. Esta complejidad hace que el genoma sea difícil de secuenciar y ensamblar. Para eludir esto, los investigadores crearon una rosa con solo una copia de cada uno de los genes.

El Dr. Bendahmane y sus colegas y socios comenzaron con una variedad de rosa llamada Rosa chinensis “Old Blush”, que se originó en China y se introdujo en Europa en el siglo XVIII . Los criadores de rosas europeos hibridizaron sus plantas con algunas de China para aprovechar la floración continua, las marcas de olor y el color de las plantas asiáticas.

Los investigadores también secuenciaron genomas de especies de rosas ancestrales e híbridos más nuevos para comprender la composición y la estructura de las rosas modernas y el origen de rasgos importantes.

Ahora podemos combinar la información de la genética que se ha hecho antes, junto con nuestros datos del genoma, incluida la diversidad y estructura genética, para descubrir cuál de las rosas botánicas ancestrales participa en qué rasgo”, dijo el Dr. Bendahmane.

La tecnología actualizada de secuencia genética también permitió al equipo desarrollar un mapa genético más detallado, dijo Todd Mockler, investigador principal del Centro de Ciencia de Plantas Donald Danforth en St. Louis, que no participó en la nueva investigación.

“Si solo tienes el 80 por ciento del genoma, te preguntas qué hay en el 20 por ciento que te falta”, dijo, y señaló que las secuencias previas a menudo omiten genes implicados en la enfermedad. “La integridad es un gran problema”.

Dr. Mockler, cuyo equipo secuenció 400 genomas de plantas el año pasado, dijo que el documento marcó una nueva “democratización” de la investigación de plantas. Hace una década, un estudio como este habría costado $ 20 millones o más, dijo, y habría sido factible solo para cultivos de alto valor y alta producción como el trigo, el maíz y la soja. Ahora, dijo, esa secuencia detallada se está volviendo mucho más barata y más ampliamente disponible.

La edición de los genes de los cultivos, como las rosas, para reducir el uso de pesticidas y agua, por ejemplo, también se volverá más realista ahora que hay un buen mapa de ruta de esos genes, dijo.

“El gran desafío es que debe saber qué editar”, dijo el Dr. Mockler. “No se puede comenzar a editar al azar. Tienes que saber a qué apuntar. La única forma de saberlo es tener una secuencia de genoma “.

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