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Han secuenciado el Genoma de la Manzana Honeycrisp
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Investigadores han secuenciado el genoma de la manzana Honeycrisp

Un equipo de investigadores ha secuenciado el genoma de la manzana Honeycrisp, una bendición para los científicos y criadores que trabajan con esta variedad popular y económicamente importante.

Tecnologías de última generación

Secuenciado con tecnologías de última generación, el genoma, disponible de código abierto para que cualquiera pueda acceder, proporciona un recurso valioso para comprender la base genética de rasgos importantes en las manzanas y otras especies de árboles frutales, que se pueden utilizar para mejorar la reproducción.

Industria de la manzana

La industria de la manzana de EE. UU. tiene un valor de $ 23 mil millones anuales, y Honeycrisp es su cultivo más valioso, lo que brinda a los productores aproximadamente el doble del valor por libra que el segundo cultivo más valioso, Fuji.

Debido a sus características favorables, que incluyen frescura, sabor, resistencia al frío y resistencia a la enfermedad fúngica de la sarna de la manzana, los criadores han utilizado Honeycrisp como padre en nueve nuevos cultivares en el mercado, incluido el Snapdragon desarrollado por Cornell.

Cultivar Honeycrisp puede ser un desafío.

Aunque tiene muchas características positivas, es uno de los cultivares de manzana más difíciles de cultivar en el sistema de producción en huertos; sufre de muchos problemas fisiológicos y posteriores a la cosecha”, dijo Awais Khan , profesor asociado en la Escuela de Ciencias Vegetales Integrativas de Cornell AgriTech y primer y coautor correspondiente del artículo.

A Phased, Chromosome-scale Genome of Honeycrisp Apple ”, publicado el mes pasado en la revista Gigabyte.

Para empezar, los árboles Honeycrisp tienen dificultades para obtener suficientes nutrientes por sí mismos y requieren un programa específico de manejo de nutrientes para obtener buenos rendimientos y salud, Sin tal manejo, los árboles comúnmente desarrollan “clorosis de hojas zonales”, donde las hojas se vuelven amarillas y se enroscan debido a los desequilibrios de carbohidratos y nutrientes.

dijo Khan.

Las manzanas Honeycrisp también son susceptibles a trastornos como el pitido amargo, debido a los desequilibrios de calcio, y la podredumbre amarga, una infección por hongos. Tales problemas están fundamentalmente controlados genéticamente, aunque el manejo inadecuado y el almacenamiento posterior a la cosecha pueden empeorarlos.

Si no conocemos el genoma y los genes en Honeycrisp, entonces no podemos apuntar y seleccionar específicamente los rasgos favorables y seleccionar los rasgos desfavorables a través de la reproducción.

Los avances en la tecnología de secuenciación genética hicieron posible secuenciar, ensamblar y publicar el genoma de Honeycrisp en poco tiempo. En general, el genoma de la manzana, secuenciado por primera vez en Golden Delicious en 2010, es complejo, grande y heterocigoto, lo que significa que hay muchas versiones de genes específicos.

También hay muchas secuencias repetidas en el genoma de la manzana. En 2010, cuando se publicó el primer genoma de la manzana, las tecnologías solo podían leer fragmentos cortos de ADN a la vez, digamos, 150 letras. Luego, los científicos superpondrían secuencias de quizás 50 letras y, como un rompecabezas, usarían programas y algoritmos computacionales para hacer coincidir el final de una lectura con el comienzo de otra.

Esto les permitió juntar cadenas más largas de ADN para identificar genes completos y, finalmente, el genoma. Pero un problema con este método es que los elementos repetidos pueden confundir el proceso.

En este estudio, los investigadores utilizaron una combinación de tecnologías de secuenciación actuales, llamadas PacBio HiFi, Omni-C e Illumina, que tradujeron lecturas largas de secuencias genéticas.

La secuenciación de lectura larga también les ayudó a descifrar el genoma diploide de la manzana. Al igual que los humanos, las manzanas tienen dos juegos de cromosomas, uno de cada padre. Las nuevas tecnologías permitieron a los investigadores secuenciar dos juegos únicos de cromosomas, que en trabajos futuros pueden usarse para diferenciar entre las contribuciones genéticas específicas de cada padre.

Usando estos métodos avanzados, el genoma de Honeycrisp cubrió el 97% de todos los genes codificadores de proteínas. En comparación, el ensamblaje del genoma Golden Delicious de 2010 solo cubrió el 68% de los genes.

Esta investigación es una colaboración entre la Universidad de Cornell, Alex Harkess, en el Instituto de Biotecnología HudsonAlpha y la Universidad de Auburn, y Loren Honaas, en el Laboratorio de Investigación de Frutas del Árbol del Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de EE. UU. (USDA-ARS) en Wenatchee, Washington.

La investigación fue financiada por el Departamento de Agricultura y Mercados del Estado de Nueva York (NYS) a través del Programa de Investigación y Desarrollo de Manzanas del Estado de Nueva York, la Comisión de Investigación de Árboles Frutales de Washington y el USDA-ARS.

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