Un equipo de investigación andaluz con miembros de la Universidad de Córdoba (UCO) y del Instituto de Agricultura Sostenible (IAS-CSIC), la Plataforma de Genómica y Bioinformática de Andalucía y la empresa Ficus Biotechnology (Turquía) ha secuenciado por primera vez el genoma de la variedad de olivo Ayvalik. En concreto, los científicos analizaron el ADN de esta especie y Picual (Olea europaea) para identificar genes relacionados con características de interés de estos árboles, como las físicas y nutricionales. Con los resultados, los agricultores podrían realizar cruces para obtener cultivos más resistentes a enfermedades y regular cuestiones como el tamaño o el sabor de las aceitunas.

Aceite de oliva. Foto: Freepik

En el artículo ‘Genome-wide exploration of oil biosynthesis genes in cultivated olive tree varieties (Olea europaea): insights into regulation of oil biosynthesis’ publicado en Functional & Integrative Genomics, los científicos explican que el análisis se centró en las variedades Picual y Ayvalik por ser las más comúnmente cultivadas en España y Turquía, respectivamente, países participantes en este estudio. Además, éste es el primero que publica la secuencia completa de Ayvalik, que cuenta con 69.028 genes, a diferencia de la variedad Picual, con 55.073 genes.

En el estudio, los expertos explican que cada célula de un organismo contiene ADN, una molécula con aspecto de doble hélice y que, en conjunto, forma el genoma. Éste contiene la mayor parte del material genético del ser vivo al que pertenece, como un código informático con la información que hace que un programa exprese determinadas características y ejerza funciones concretas. En el caso del olivo, por ejemplo, los genes determinan que un árbol produzca frutos en cierta época del año o que éstos contengan cualidades nutricionales específicas.

Identificar los genes

Para elaborar este estudio, el grupo de investigación utilizó técnicas analíticas que se enmarcan dentro de la disciplina de la genómica estructural, que estudia la secuencia de bases de los ácidos nucleicos como si estas fueran el armazón de un edificio; y el ARN a través de la genómica funcional, cuyo objetivo es relacionar las secuencias de un gen con una función biológica. En concreto, utilizaron los datos obtenidos del ADN del olivo para escribir una especie de diccionario. “En él, describimos qué función tiene cada gen y cómo interaccionan unos con otros. De este modo, podemos comprender por qué cada árbol es como es y por qué expresa determinadas características” explica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Córdoba Gabriel Dorado Pérez.

El investigador de la Universidad de Córdoba y responsable del grupo de investigación ‘Biotecnología Agroalimentaria’, Gabriel Dorado Pérez.

Para secuenciar o “leer” el genoma, el grupo de investigación primero recopiló tejido de las hojas y frutos de las variedades Ayvalik y Picual para obtener su ADN y ARN, respectivamente. Una vez obtenidas las muestras y aislado su material genético, lo secuenciaron y ensamblaron como si fueran las líneas de un libro. A continuación, identificaron cada gen y determinaron qué función ejercía cada uno de ellos. Por ejemplo, determinaron cuál estaba implicado en el crecimiento del árbol, en el contenido nutricional y en la producción temprana del fruto, entre otros.

Este tipo de análisis para leer el genoma permiten elaborar pruebas como las basadas en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que permiten amplificar in vitro secuencias de ácidos nucleicos del ADN y ARN. Estas técnicas actuarían como una lupa que permite identificar organismos y realizar los cruces deseados en tan solo unos meses, cuando anteriormente se requerían años de ensayo y error.

De este modo, los investigadores podrían cruzar los ejemplares deseados y obtener cultivos adaptados a las necesidades de los agricultores. Por ejemplo, si éste quisiera producir aceitunas tempranas, podría crecer olivos con esta característica. “Además, con la secuenciación del genoma podemos identificar árboles que contengan compuestos nutricionales de interés en los ámbitos de la alimentación y farmacia”, añade el investigador Gabriel Dorado Pérez.

En este estudio se publica por primera vez la secuencia del genoma de la variedad de olivo Avyalik.

Actualmente, los investigadores del grupo ‘Biotecnología Agroalimentaria’ (AGR-248) enfocan su labor en aplicar estos estudios de genómica estructural y funcional. “Estamos trabajando en el diseño métodos basados en biología molecular y trazabilidad para proteger la denominación de origen, certificar la calidad y evitar fraudes en los productos derivados del olivo”, añade Gabriel Dorado Pérez.

Este estudio ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN) y el Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA). Asimismo, cuenta con fondos del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, la Consejería de Transformación Económica, Industria, Conocimiento y Universidades (Junta de Andalucía) y fondos propios de la Universidad de Córdoba. Este trabajo se enmarca en el Consorcio Internacional del Genoma del Olivo (IOGC).

Referencias

Vatansever, R.; Hernandez, P.; Escalante, F.J.; Dorado, G. & Unver, T. (2022). ‘Genome-wide exploration of oil biosynthesis genes in cultivated olive tree varieties (Olea europaea): insights into regulation of oil biosynthesis’. Functional & Integrative Genomics. Vol 22, 171-178.

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