10.06.2021 - Centre for Research in Agricultural Genomics (CRAG)

Localizado el gen de la piel de ciruela de color rojo a azul

Investigadores del CRAG y el IRTA encuentran el gen que determina el color de la piel de las ciruelas japonesas por la presencia o ausencia de antocianinas, un grupo de pigmentos antioxidantes vegetales con efectos beneficiosos para la salud.

La presencia y acumulación del pigmento antioxidante antocianina dicta el tono de la fruta en las ciruelas, y se sabe que la síntesis de este compuesto está regulada por los genes MYB10. Ahora, investigadores del CRAG y del Instituto de Investigación y Tecnología Agroalimentaria (IRTA) han encontrado el gen que determina el color de la piel de las ciruelas japonesas. En un estudio publicado en la revista científica Frontiers in Plant Science, el equipo revela que el genoma de la ciruela contiene varias copias de los genes MYB10, y que las variaciones de ADN en una de estas copias hacen que las ciruelas tengan antocianinas en la piel (mostrando un color entre azul y rojo) o no (presentando un tono amarillo o verde).

La ciruela japonesa, muy apreciada por su jugosidad, es la más abundante en el mercado de consumo directo en fresco, y España es uno de sus mayores productores en la Unión Europea, con ciruelos cultivados principalmente en las regiones de Extremadura, Andalucía y Murcia. Este nuevo estudio proporciona una herramienta muy eficaz para la selección temprana de frutos coloreados y no coloreados en los programas de mejora de ciruelas japonesas, un avance alineado con los objetivos del Año Internacional de las Frutas y las Hortalizas (AIFV), designado por la Asamblea General de la ONU, para aumentar la eficiencia de los sistemas alimentarios de frutas y promover una nutrición saludable a través del consumo de frutas.

Antocianinas: más que color

El tono entre rojo y azul de las flores y las frutas se debe a las antocianinas, un grupo de pigmentos antioxidantes que mejoran la polinización de las flores y protegen a las plantas de los daños de la luz y la deshidratación. Incluir estos saludables antioxidantes en nuestra dieta se ha relacionado con efectos anticancerígenos y antiinflamatorios, y con la prevención de enfermedades cardiovasculares, diabetes y obesidad.

Las manzanas, las peras, los melocotones, los albaricoques, las ciruelas, las cerezas y las fresas, todas ellas pertenecientes a la familia de las rosáceas, se consideran en general una fuente de antocianinas, contenidas en su piel y su pulpa. Dado que el color de la fruta tiene un impacto importante tanto en la elección del consumidor como en la calidad nutricional, no es de extrañar que haya un interés considerable en la mejora de estos cultivos para obtener nuevas variedades que den frutos con diversos colores, matices y patrones, al tiempo que se mejoran sus beneficios para la salud.

Centrándonos en la ciruela japonesa

Dentro de los cultivos de Rosaceae, la ciruela japonesa se encuentra entre los que presentan una mayor variación del color de los frutos tanto en su tonalidad como en su patrón, pasando del verde y amarillo sin antocianina al rojo, el púrpura o el azul. "Estudios anteriores en especies de Rosaceae muestran que la síntesis y acumulación de antocianinas está regulada por los genes MYB10. Por lo tanto, el análisis de estos genes en varios ciruelos japoneses ha demostrado ser un excelente modelo para entender cómo se determina el color de la fruta", indica Arnau Fiol, estudiante de doctorado en el CRAG y primer autor del artículo.

"En este estudio, examinamos los genes MYB10 en un panel de variedades de ciruela japonesa y descubrimos que son muy variables. Sorprendentemente, descubrimos que algunos cultivares tienen tres copias de uno de los genes MYB10, lo que se suma al ya complejo análisis de la variación del color de la ciruela", explica María José Aranzana, investigadora del IRTA en el CRAG a cargo de este trabajo. "Al estudiar cómo se heredan estas variantes genéticas, pudimos identificar qué combinaciones de variantes genéticas se asocian con las coloraciones de la piel del fruto con antocianina (de rojo a azul) y sin antocianina (verde o amarillo)", añade.

Impulsar el desarrollo de nuevas variedades

Imaginemos que queremos desarrollar una nueva variedad de ciruela azul con muchas antocianinas para beneficiarnos de sus propiedades nutracéuticas. Las nuevas variedades de frutales se obtienen en los programas de mejora cruzando individuos y examinando los cientos o miles de descendientes en busca de aquellos que presenten el rasgo deseado, por ejemplo una ciruela más azul, y que además cumplan los exigentes estándares de calidad del producto. Desde el primer cruce hasta el registro de una nueva variedad pueden pasar entre 10 y 20 años, ya que los árboles tardan mucho en dar frutos (unos 3 ó 4 años en los ciruelos) y deben pasar varias evaluaciones exhaustivas.

"En nuestro trabajo hemos identificado las variantes genéticas que hacen que las antocianinas se acumulen o no en la piel del ciruelo japonés. Esto significa que, con sólo estudiar el ADN de las plántulas, podemos predecir eficazmente el color de la piel de los frutos que darán en cuanto las plantas germinen, lo que nos permite descartar rápidamente todas las plántulas que producirán frutos verdes. Gracias a este cribado temprano, necesitaríamos una menor superficie de cultivo y menos recursos (hídricos, nutricionales, fitosanitarios y humanos) para obtener la deseada nueva variedad de ciruela rica en antocianos, con los consiguientes beneficios económicos y medioambientales", señala Aranzana.

El marcador molecular fiable para la selección temprana de ciruelas japonesas coloreadas y no coloreadas desarrollado en esta investigación puede utilizarse eficazmente en los programas de mejora. Anticipar a nivel de plántula el color del fruto que producirán las plantas en 3-4 años acorta significativamente y optimiza el proceso de mejora. Dado que el mecanismo subyacente a la variación del color del fruto se conserva dentro de la familia de las rosáceas, esta herramienta ofrece perspectivas prometedoras para la selección del color determinada por la antocianina en otras especies relacionadas de interés agronómico.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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