Genes de chile domesticado generan nuevas conexiones para mantener su variación

De las 26 especies de chile del continente americano, una de ellas fue domesticada hace 6 mil años. A decir de la Conabio, México es el centro de diversificación y domesticación de la especie Capsicum annuum, de mayor distribución e importancia en el mundo, y en 2012 su cultivo tuvo una producción de 2 millones 379 mil 735 toneladas.

En este contexto, un grupo de investigación de la Unidad de Genómica Avanzada (UGA-Langebio), encabezado por Angélica Cibrián Jaramillo, emprendió un estudio con el propósito de responder por qué en tan poco tiempo de domesticación el pariente silvestre del chile, el Capsicum annuum glabriusculum, cuyos frutos son muy pequeños, dio lugar a más de 40 variedades en México, con una rica diversidad morfológica.

Se hizo una cruza entre el chiltepín (pariente silvestre) y el puya (domesticado) con diferencias significativas de tamaño y forma, para secuenciar su expresión de genes, identificar los asociados a la forma y la manera en cómo se heredaban esos genes; se observó que el silvestre hereda sus genes de manera dominante y el cultivado presenta una pérdida de función.

La pérdida de función de los genes asociados a la forma del fruto en el chile cultivado o domesticado implica que se encuentran casi ‘apagados’ y su expresión es baja, por lo tanto, con la domesticación, los seres humanos prácticamente han apagado algunos genes del chile.

El hecho del que el fruto domesticado sea tan grande es en detrimento para la planta, es decir, un fruto de ese tamaño tendría menos oportunidades de sobrevivir en una forma silvestre. Cuando se selecciona las especies para domesticación, se hace prevalecer rasgos que en la naturaleza no siempre funcionarían, en ese sentido es negativo, pero con la domesticación se mantienen las plantas y sobreviven.

Hablar de expresión de genes a la baja no es algo negativo, es el mecanismo genómico; la menor expresión de un gen importante, central, hace que las cascadas de genes que dependen para prenderse o apagarse, cambia. Se pensaba que al seleccionar un fruto más grande se iban prendiendo genes de un fruto grande, pero no, en realidad se apagan genes.

Este trabajo, publicado recientemente en la revista Molecular Biology in Evolution provee evidencia de que a pesar de la poca variación genética en el chile domesticado, en términos de secuencia de nucleótidos, lo que cambia es la manera de interacción entre los genes que se expresan diferente. La secuencia de genes pierde variación o se mantiene homogénea en las regiones codificadoras, pero la manera en cómo interactúan entre ellos cambia por completo.

Como parte del trabajo se observaron entre 40 y 60 genes asociados al tamaño y la forma del fruto cultivado, de manera particular dos ARP9 y MED25, importantes en el tipo cultivado; son factores o cofactores de transcripción y al menos MED25 se conoce por otros estudios que tiene un papel importante en el tamaño y forma en plantas. Son candidatos muy interesantes de domesticación en chiles y son nuevos porque nadie los había reportado.

El tamaño del fruto es fundamental para su consumo porque se prefieren grandes (en los silvestres son pequeños), respecto a la forma esta es la base de las variedades culturales que pueden ser preferidas o no. También, se identificó que el gen MED25 se encuentra asociado con una maduración retardada, rasgo importante porque permitiría mantener los chiles menos maduros para su almacenaje o se podría provocar una maduración lenta para un transporte largo.

En genómica de plantas domesticadas hay dos áreas nuevas: el “reasilvestramiento” y la nueva domesticación. En la primera los frutos se cultivan con herramientas de alta precisión como CRISPR que, ante la pérdida de diversidad genética, tiene la idea de identifican genes interesantes como los asociados al tamaño y reintroducirlos en los domesticados.

La nueva domesticación consiste en tomar variedades silvestres, todavía existen en el país, e insertarles la variante del gen de uno domesticado y así lograr una nueva domesticación en una sola generación; se podría conseguir un fruto nuevo con una forma o tamaño diferente y sería posible por el conocimiento de genes como los identificados en este estudio.

“El estudio nos permitió ver la diversidad genética que todavía existe en el chile silvestre e identificar algunos genes relacionados con tolerancia a patógenos o sequía, rasgos de interés ante el cambio climático o con la pérdida de suelo, que se pueden evidenciar en sus hijos, porque mantienen un pedacito del papá silvestre, es como una memoria de quienes fueron antes de ser domesticados”, sostuvo Angélica Cibrián Jaramillo.