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Archivo para diciembre, 2012

¿Por qué las almendras son amargas?

Jorge del Cueto Chocano (Becario JAE-Predoctoral del CEBAS-CSIC Murcia)

Cuando vamos a un bar y pedimos un plato de almendras o las compramos en el supermercado, muy a menudo nos suele ocurrir que nos toca una amarga, la boca nos sabe fatal y tarda un tiempo en quitarse el sabor. Es muy desagradable y más común de lo que desearíamos. Esto es debido a que hay almendros con frutos amargos y otros con frutos dulces, y muchas veces estos dos tipos de frutos se mezclan durante la recolección.

almendro

El almendro es originario de Asia Central y sus ancestros silvestres son amargos. Sin embargo, a lo largo de     la historia se produjo una mutación que hizo posible el cultivo de almendro dulce, que se extiende por diversas partes del mundo como California, Sudáfrica, el Mediterráneo, Oriente Próximo o Australia. España es el segundo productor mundial por detrás de California y la Región de Murcia es una de las provincias más destacadas en superficie cultivada y producción.

El fruto de almendro está compuesto por varias partes. El pericarpo es la parte del fruto que procede de la pared del ovario y consta de exocarpo (cubierta más externa), mesocarpo (la pelarza) y endocarpo (la cáscara). La semilla madura está formada por el embrión y el tegumento y, en estados inmaduros, además se pueden observar la nucela y el endospermo. El embrión consta de dos cotiledones y el eje embrionario, con sus epicotilo e hipocotilo.

almendra

Pero, ¿por qué hay almendras amargas? ¿Sólo para fastidiarnos cuando nos toca al comerlas? No, simplemente el amargor es un mecanismo de defensa de la planta para evitar que los depredadores se coman la almendra. Bioquímicamente no es tan sencillo. El amargor es debido a la amigdalina, un diglucósido cianogénico que mayoritariamente se encuentra en el fruto maduro. A su vez, la amigdalina es degradada por la enzima β-glucosidasa amigdalina hidrolasa para dar lugar a prunasina (monoglucósido cianogénico) y glucosa. La prunasina es seguidamente degradada por la prunasina hidrolasa para dar glucosa y mandelonitrilo. El producto final de esta ruta de degradación es el cianuro (tóxico) y el benzaldehído, que es el que confiere verdaderamente el sabor amargo a la almendra. Es decir, que las almendras amargas son tóxicas debido al cianuro, pero hay que tomar una cantidad grande de almendras amargas para que realmente nos afecte. Un fruto puede tener en torno a 200-400 mg de cianuro cada 100 g (peso seco). En la antigüedad se han dado casos famosos de envenenamiento por cianuro. El veneno preferido por el emperador Nerón fue el cianuro.

En el CEBAS-CSIC tratamos de buscar el gen responsable de la acumulación de amigdalina en la almendra para desarrollar un marcador que permita eliminar en vivero aquellos descendientes del Programa de Mejora del Almendro que van a dar tras, tres o cuatro años de periodo juvenil, almendras amargas. Para ello estamos trabajando desde Murcia con el Dr. Federico Dicenta y desde la Universidad de Copenhague (Dinamarca) con la Dra. Raquel Sánchez-Pérez. La pregunta es: ¿cómo evitar la presencia de almendras amargas de nuestra bolsa o de nuestro plato? La respuesta en el próximo capítulo….

amigdalina

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“Mejora asistida mediante marcadores moleculares”

Hola, mi nombre es Juan, soy becario JAE-PREDOC y estoy haciendo mi tesis doctoral en el Departamento de Mejora Vegetal del CEBAS-CSIC. Mis estudios están orientados hacia la mejora de la calidad del fruto en el género Prunus más concretamente en albaricoquero.

Inicialmente antes de mi llegada al Departamento ya había iniciado un programa de mejora que ha dado como fruto la obtención de numerosas variedades de albaricoquero tales como Rojo Pasión, Valorange, Maravilla, Rosa, Mirlo Blanco, Mirlo Naranja o Mirlo Rojo. Como todos sabemos, el albaricoquero es en la mayoría de los casos  una especie autocompatible por lo que su propio polen es válido para autofecundarse y generar frutos. Para la obtención de nuevas variedades no hay más que cruzar diferentes variedades de albaricoquero, evidentemente con unos criterios prestablecidos que dependerán de lo que esperamos conseguir. En el proceso de búsqueda de nuevas variedades debemos de partir de variedades existentes que para cada uno de sus caracteres sean muy distintas entre sí y así poder obtener una progenie que nos de mucha variabilidad, es decir, individuos mas precoces o tardíos en cuanto a floración, frutos con mayor o menor grado de acidez o azúcares, coloración, tamaño, producción, etc.

juan1

Tras llevar a cabo el proceso de los cruzamientos, los frutos obtenidos contienen ya en la semilla esa variabilidad. Estas semillas se siembran en macetas y obteniendo pequeñas plántulas que posteriormente son trasplantadas a campo, las cuales tras 2 o 3 años comenzarán a dar sus primeros frutos. Posteriormente comienza la etapa del fenotipado de la población, que se trata de llevar a cabo un seguimiento de cada individuo en cuanto a fecha de floración (precoz o tardía), maduración, peso de fruto, peso del hueso, color,  acidez, azúcares, firmeza, etc. y todos aquellos parámetros que consideremos oportunos medir.

Una vez realizado el fenotipado de la población durante al menos 2 o 3 años, llevamos a cabo la etapa del genotipado. Esta etapa comienza con la extracción del ADN de muestras de hoja de cada uno de los individuos de nuestra población. Este ADN es posteriormente amplificado mediante la técnica PCR en la que utilizamos marcadores moleculares previamente diseñados específicamente para diferentes especies de Prunus.

Los marcadores moleculares no son más que fragmentos del Genoma del Prunus que en la amplificación del ADN de nuestras muestras van a dar lugar a muchos fragmentos de ADN. Después, mediante electroforesis en geles de agarosa, visualizamos con luz ultravioleta (UV) estos fragmentos de ADN que tienen en conjunto forman un patrón de bandas determinado que se corresponda al de sus parentales, por lo que si hay individuos que amplifican bandas a alturas distintas de ambos parentales esto significa que esos individuos no pertenecen a la población.

La idea general, es que a partir de estos marcadores moleculares, los cuales nos proporcionan pequeños fragmentos del ADN de cada uno de nuestros individuos construimos un mapa genético de la población que incluya los 8 cromosomas del albaricoquero. El mapa genético se realiza mediante programas bioestadísticos.

juan2Ahora bien, una vez obtenidos los datos fenotípicos y genotípicos, éstos se correlacionan estadísticamente mediante otro programa informático para obtener posibles zonas del genoma relacionadas significativamente con alguno de los caracteres mencionados anteriormente (floración, maduración, peso fruto, coloración, acidez, azúcares, firmeza, etc.). Es decir, relacionamos el patrón de bandas obtenido con los datos fenotípicos de cada individuo. Así pues, cuantos más marcadores utilicemos, mayores probabilidades tendremos de encontrar un marcador más cercano a aquellas zonas del Genoma relacionadas con alguno de los parámetros de interés o caracteres medidos.

Así pues, el objetivo final es cercar lo mas posible aquellos genes relacionados con la calidad del fruto para poder diseñar marcadores “chivato” que los identifiquen, de forma que cuando sean utilizados en otras poblaciones desenmascaren si un individuo es mas precoz o tardío, si va a presentar frutos más ácidos o dulces, etc. De esta manera llegaríamos a lo que se conoce como “Mejora asistida mediante marcadores moleculares”. La utilización de ésta técnica nos puede ayudar a adelantar unos años los resultados de los programas de mejora, ya que antes de esperar 3 años para la fase del fenotipado, con la utilización de ciertos marcadores relacionados con calidad de fruto, ya tendríamos la información necesaria de algunas de sus características fenotípicas desde el primer momento, pudiendo eliminar aquellas plantas que no nos resulten interesantes antes su plantación en campo.

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