Un equipo de investigación dirigido por el profesor Zhangjun Fei del Instituto Boyce Thompson (BTI) construyó el mapa genético más completo jamás creado del pepino. Siendo la tercera hortaliza más producida después del tomate y de la cebolla, el pepino es un cultivo de gran importancia económica a nivel mundial.
Su origen se sitúa en las regiones tropicales del sur de Asia, según consta en un artículo de la Fundación Española de la Nutrición. “En India se viene realizando su cultivo desde hace más de 3.000 años. Con el paso de los años se hizo popular en Grecia y en Roma. Fueron éstos últimos quienes lo introdujeron en el resto de Europa”; se lee también allí. Se trata de una hortaliza de bajo contenido calórico, cuyo aporte vitamínico más elevado es el de vitamina C.
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Hoy en día, el pepino se usa para muchas cosas: desde su consumo en fresco en ensaladas, hasta preparaciones encurtidas y bebidas con alto contenido de agua.
Aunque el pepino es un cultivo así de importante y de viejo, mejorarlo genéticamente sigue siendo difícil. No siempre es claro por qué algunas plantas dan frutos deformes, se ahuecan o son menos resistentes. Durante años, los científicos han buscado la causa mirando solo cambios muy pequeños en el ADN.
El estudio de Fei se propuso entonces mirar una parte del ADN del pepino que hasta ahora había sido poco explorada: las variantes estructurales, es decir, cambios grandes en el genoma como fragmentos que se pierden, se duplican o se reorganizan. Para hacerlo, los investigadores construyeron un “pangenoma”, una especie de “mapa ampliado” que reúne muchos genomas distintos. Estos cambios son menos comunes, pero cuando ocurren pueden tener efectos mucho más fuertes en la planta. En este caso, el pangenoma se armó con 39 genomas de alta calidad y permitió describir con mucho detalle la diversidad genética real del pepino.
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A partir de ese mapa, el equipo identificó cerca de 172.000 variantes estructurales y analizó cómo aparecen en cientos de pepinos silvestres y cultivados. Al comparar estas variantes con cambios genéticos más pequeños y comunes (como las mutaciones puntuales), encontraron una diferencia: durante la domesticación del pepino, muchas mutaciones pequeñas potencialmente dañinas lograron mantenerse, pero las variantes estructurales tendieron a desaparecer.
Esto sugiere que cambios grandes en el ADN suelen ser más perjudiciales para la planta y, por eso, la selección natural los elimina con mayor fuerza. En palabras mucho más simples, el pepino “tolera” errores pequeños, pero no tolera bien los cambios grandes, porque suelen afectar funciones importantes de la planta. Los hallazgos de Fei son publicados este 10 de febrero en la revista Nature.
¿Qué pasó cuando el pepino se expandió por el mundo?
El análisis mostró que pasó cuando el pepino se expandió a nuevas regiones del mundo. Durante esa expansión se acumularon mutaciones pequeñas dañinas, un fenómeno conocido como “carga de expansión”. En contraste, las variantes estructurales continuaron siendo eliminadas con el paso del tiempo. Las que persisten hoy son, en promedio, más recientes, lo que sugiere que las más antiguas ya desaparecieron debido a una selección natural más fuerte contra estos cambios.
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Más allá de reconstruir esta historia evolutiva, el estudio da un paso práctico: demuestra que tener en cuenta las variantes estructurales mejora los modelos que predicen características agrícolas importantes. En otras palabras, entender estos grandes cambios en el ADN no solo ayuda a explicar cómo se domesticó el pepino, sino que también puede servir para desarrollar variedades más productivas y mejor adaptadas en el futuro.
“Este es un descubrimiento crucial para la crianza moderna”, afirma Fei en una nota de prensa. “Demuestra que cuando los criadores incorporan rasgos valiosos de parientes silvestres, como la tolerancia a la sequía, pueden introducir inadvertidamente un bagaje genético oculto. Nuestro trabajo proporciona un recurso para ayudar a los criadores a identificar y eliminar dicho bagaje”.
Al tener en cuenta la “carga” de variantes estructurales dañinas en cada planta, los modelos mejoran su capacidad para anticipar características agronómicas importantes, como la forma del fruto o su tendencia a ahuecarse. En conjunto, el estudio sugiere que mirar más allá de los cambios pequeños en el ADN no solo ayuda a entender mejor la historia evolutiva del pepino, sino que abre nuevas posibilidades para desarrollar variedades más eficientes y mejor adaptadas.
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