Federico Dicenta (CEBAS-CSIC)España: el tercer pais productor de almendra a nivel mundial
ENTREVISTA DICENTA AGRO MAYO 2019
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DESCUBIERTA UNA NUEVA RUTA DE SÍNTESIS DE ÁCIDO SALICÍLICO EN MELOCOTONERO
Investigadores del Grupo de Biotecnología de Frutales del CEBAS-CSIC han identificado una nueva ruta de biosíntesis de ácido salicílico (SA) en plantas de melocotonero (Prunus persica). El SA es una hormona vegetal muy importante para las plantas ya que regula las respuestas a estrés ambiental y muchos otros procesos biológicos como crecimiento y desarrollo, germinación de semillas, producción, etc. A pesar de su importancia, la ruta de biosíntesis de SA en plantas no se ha caracterizado por completo.
En este trabajo, mediante técnicas metabolómicas y bioquímicas, estos investigadores han proporcionado evidencias que demuestran que la ruta de los glucósidos cianogénicos (metabolitos secundarios que desempeñan variadas funciones en las plantas, como es el hecho de que sean responsables del amargor de las almendras) está implicada en la biosíntesis de SA en plantas de melocotonero.
Hasta ahora, se aceptaba la existencia de dos rutas para la biosíntesis de SA en plantas: la ruta del isocorismato y la ruta de la fenilalanina (Phe) amonio-liasa (PAL). La nueva ruta descrita en plantas de melocotonero se puede considerar una tercera vía de síntesis de SA alternativa a la ruta PAL, ya que ambas rutas se inician con el aminoácido Phe.
Ruta de síntesis del ácido salicílico a partir de la ruta de los glucósidos cianogénicos en plantas de melocotonero.
El trabajo, dirigido por el Dr. Pedro Diaz Vivancos, lo han llevado a cabo los investigadores Dra. Agustina Bernal Vicente, Dr. Cesar Petri, Daniel Cantabella, Dr. José A. Hernández y el propio Dr. Pedro Díaz Vivancos. Este estudio fue financiado por el proyecto AGL2014-52563-R del Ministerio de Economía y Competitividad. Los resultados han sido recientemente aceptados para su publicación en la prestigiosa revista Plant & Cell Physiology, situada en la posición 16 de 212 revistas científicas en el área de “Plant Sciences”
(https://academic.oup.com/pcp/advance-article/doi/10.1093/pcp/pcx135/4222594).
Publicar o morir (Publish or Perish)
Pedro Martínez-Gómez, Investigador Científico del Departamento de Mejora Genética Vegetal, CEBAS-CSIC. Editor-in-Chief de la revista Scientia Horticulturae de la editorial Elsevier
El sociólogo de la ciencia norteamericano Robert Merton (1910-2003) propuso, a finales de la década de los años cuarenta del pasado siglo, el escepticismo organizado como mecanismo de autocontrol de la actividad científica. La comunidad científica debía revisar los trabajos antes de publicarse, lo que popularmente se conoce como revisión por pares. Este proceso de publicación con una revisión previa es uno de los principales pilares de la actividad investigadora. Es necesaria la publicación de los resultados con suficientes garantías para los investigadores y para la sociedad. Pero esto no los es todo en ciencia (Figura 1).
Figura 1. El sociólogo de la ciencia norteamericano Robert Merton (1910-2003). Fuente https://es.wikipedia.org/wiki/Robert_King_Merton
Sin embargo, este proceso de publicación puede suponer incluso un obstáculo para el propio progreso de la actividad científica. En este sentido, «Publicar o Morir» (“Publish or Perish” originariamente en inglés) es una frase muy conocida para describir la presión para publicar trabajos científicos de forma rápida y continua para sostener la carrera investigadora, es decir, salario, proyectos, becas, etc. Esta frase, si bien aparece en trabajos de finales de los años treinta del pasado siglo, se hizo muy popular en los años sesenta en adelante y todavía hoy es una de las “advertencias” más radicales dentro de la comunidad científica.
Esta presión se ha materializado en un sistema de metrización de las publicaciones debido principalmente al continuo aumento del número de publicaciones y la necesidad de obtener resultados rápidos y cuantificables para apoyar los programas de investigación. Sin embargo, paradójicamente, esta presión puede producir una reducción de la calidad de la publicación, su aplicación e impacto. Este proceso de metrización comenzó en el año 1960 con la creación de la famosa Web of Science, donde se le asignan a las revistas un factor de impacto (“Impact Factor, IF” en inglés) de acuerdo al número de artículos citados de la revista. Si bien el IF puede catalogar una revista, lo que parece excesivo es que se aplique de forma individual a cada artículo publicado, que además tiene una métrica particular en cuanto a su citación o difusión. Llevado al extremo el IF puede servir incluso para metrizar al propio científico convirtiéndolo en un mero número.
En estos momentos se están discutiendo las diferentes herramientas para la evaluación métrica y del impacto de las publicaciones. Además, se está proponiendo una nueva evaluación de estas métricas de publicación con el fin de maximizar los beneficios para la Sociedad. En este sentido, la Declaración de San Francisco sobre la Evaluación de la Actividad Investigadora (“DORA, San Francisco Declaration on Research Assessment” en inglés) es un documento firmado por un buen número de investigadores, incluyendo premios nobeles de todo el mundo, instando a la revisión del factor de impacto (IF) como vehículo para metrizar un artículo además de oponerse a la mercantilización del sistema de publicación y evaluación de la ciencia (Figura 2).
Figura 2. Declaración de San Francisco sobre la Evaluación de la Actividad Investigadora (“DORA, San Francisco Declaration on Research Assessment”) http://www.ascb.org/dora/
En estos momentos estamos asistiendo a un aumento exponencial del número de trabajos publicados anualmente. Anualmente se publican más de dos millones de artículos científicos. Este aumento se debe fundamentalmente al aumento de los trabajos publicados desde China e India (Figura 3).
Por otro lado, el cambiante panorama de las revistas también está siendo muy discutido con especial énfasis en la publicación en abierto (“Open Access, OA” en inglés) y su impacto. Si bien en estos momentos la publicación en abierto no supone más del 5% del total publicado, este vehículo de publicación puede suponer una herramienta más a tener en cuenta a la hora de alcanzar una gran difusión de los trabajos (Figura 4).
Por tanto en mi modesta opinión, el consejo a los jóvenes investigadores es que trabajen en la resolución de problemas y retos para la sociedad, con resultados aplicables a más o menos plazo. Estos resultados deben transformarse en publicaciones útiles que sirvan para el resto de la comunidad científica y que sean citados. La metrización de estas publicaciones es necesaria pero también teniendo en cuenta la repercusión de la investigación y de los propios artículos científicos.
Figura 3. Número de trabajos publicados por países en el periodo 2008-2012. Fuente: Berlin Elsevier Editor´s Confernce 2015.
Figura 4. Publicación mundial de artículos en revistas con suscripción, “open Access” e híbridas en el periodo 2009-2014. Fuente: Berlin Elsevier Editor´s Confernce 2015.
VI International Symposium on Almonds and Pistachios
Federico Dicenta, Prof. de Investigación del CEBAS-CSIC
Del 27 al 31 de mayo de 2013, en la sede de CajaMurcia en la Gran Vía de Murcia, se celebró el “VI International Symposium on Almonds and Pistachios”. El evento fue organizado por el Grupo de Mejora Genética de Frutales del Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CEBAS-CSIC) y por la International Society for Horticultural Science (ISHS). Se trata de un simposio internacional que se celebra cada cuatro años y congrega a los mayores expertos del mundo de estos dos cultivos. Las sedes anteriores del simposio fueron Agrigento, Italia (1993), California, EEUU (1997), Zaragoza, España (2001), Teherán, Irán (2005) y Sanliurfa, Turquía (2009).
En el evento participaron más de 100 investigadores de 14 países (Argelia, Australia, Dinamarca, Egipto, España, Estado Unidos, Francia, Irán, Israel, Italia, Marruecos, Serbia, Túnez y Turquía). El simposio constó de siete sesiones temáticas en las que se realizaron exposiciones orales y se presentaron pósteres. Las sesiones fueron moderadas por investigadores de reconocido prestigio internacional en cada uno de los temas.
La conferencia inaugural corrió a cargo del investigador del IRTA D. Francisco Vargas, que habló sobre el gran impacto que la investigación ha tenido en los últimos años sobre la modernización de ambos cultivos en la cuenca mediterránea.
Participantes del simposio.
La sesión “Mejora Genética” fue moderada por el Dr. Gradziel (Universidad de California, Davis, Estados Unidos) y en ella se puso de manifiesto la importancia que está teniendo el cultivo de las variedades mejoradas sobre la producción y la utilidad de los marcadores moleculares en los programas de mejora.
La sesión “Biología y Fisiología” (moderada por la Dra. Sánchez-Pérez de la Universidad de Copenhague, Dinamarca) abordó la incidencia de la correcta polinización sobre el cuajado de frutos, los problemas derivados de la incompatibilidad floral, y la repercusión de cubrir las necesidades de frio para obtener una floración y producción abundantes. También se presentaron trabajos sobre la multiplicación “in vitro” y sobre las bases moleculares de un carácter de gran importancia en el almendro: el sabor dulce o amargo de la semilla.
El Dr. Mehrnejad (IPRI de Irán) moderó la sesión de “Protección de Cultivos”. En ella se repasaron las plagas y enfermedades de mayor importancia en estos cultivos, así como sobre las diferentes estrategias para controlarlas.
En la sesión de “Tecnología de los Alimentos” (moderada por el Dr. Romero del IRTA) se analizaron las características químicas y nutritivas de almendras y pistachos en relación con sus usos industriales y se destacaron sus propiedades beneficiosas para la salud. También se presentaron nuevas técnicas moleculares para determinar la trazabilidad de estos frutos secos en los productos elaborados, como el turrón.
Almendras fritas y turrón de la variedad del CEBAS-CSIC, Antoñeta.
El Dr. Ak de la Universidad de Harran, Turquía, moderó la sesión de “Comportamiento Varietal” donde se discutió el comportamiento de variedades y patrones de ambas especies en diferentes condiciones ambientales y de cultivo, destacándose la riqueza de los recursos fitogenéticos disponibles en ambas especies.
La sesión “Técnicas de Cultivo”, fue moderada por Mrs. Louise Ferguson (Universidad de California, Davis, Estados Unidos) y en ella se puso de manifiesto la enorme importancia de un cultivo esmerado sobre la rentabilidad de las explotaciones. Se trataron temas novedosos como la plantación de almendros en alta densidad, diferentes estrategias de riego y su efecto en la producción, la mecanización de la poda o la aplicación de algunos productos químicos para mejorar el cuajado de los frutos.
Finalmente en “Economía y Mercados”, moderada por Mr. Christopher Joyce (Almond Board de Australia), se discutió sobre las tendencias productivas y la demanda creciente de estos productos a nivel mundial, lo que augura la obtención de precios más rentables para los agricultores.
Más información: Dr. Federico Dicenta. VI International Symposium on Almonds and Pistachios. CEBAS-CSIC. PO BOX 164. 30100 Espinardo. Murcia (Spain). email: almond.pistachio.2013@cebas.csic.es.
Stevia, la planta que endulza sin engordar
Dr. Abel Piqueras, Grupo de Biotecnología de Frutales, CEBAS-CSIC
La Stevia rebaudiana es una planta herbácea perenne de la familia de las asteráceas, originaria de Paraguay utilizada por los indígenas guaraníes desde la época precolombina. Ellos la llamaban Ka´a He´e que significa hierba dulce, y la usaban principalmente para endulzar infusiones. La Stevia y sus edulcorantes derivados son de muy reciente introducción en Europa aunque en muchos países de extremo oriente como Japón es el edulcorante más utilizado desde finales del siglo XX. Recientemente, el uso de la Stevia ha sido aprobado en 2011 por la Autoridad Europea de seguridad Alimentaria (Pande y Gupta, 2013).
Stevia de un año crecida en invernadero (piqueras@cebas.csic.es)
La Stevia fue descrita por primera vez por el botánico suizo Moisés Bertoni en 1887. Algunos años más tarde, su amigo, el químico Ovido Rebaudi consiguió aislar los dos principios activos más importantes de la Stevia: el steviosido y el reubadiosido que en las etapas iniciales de su ruta biosintética comparten la vía de síntesis del ácido giberélico. Estos compuestos son unas 200 veces más edulcorantes que la sacarosa y no proporcionan calorías por lo que puede ser consumida por personas con sobrepeso, diabetes o caries (Singh and Rao, 2005). También se han descrito otros efectos terapéuticos para los metabolitos de la Stevia como antihipertensivos, antiinflamatorios, diuréticos e inmuno-moduladores (Lemus-Moncada et al. 2012).
La producción a gran escala de Stevia se ve limitada en primer lugar por la baja germinación de sus semillas, junto con la heterogeneidad genética de las plantas que producen (Monteiro et al. 1984) y el lento proceso de producción de esquejes utilizado para su propagación vegetativa (Sakaguchi y Kan, 1982). Para superar estos problemas que limitan la implantación de este cultivo en muchas zonas se han aplicado técnicas de cultivo de tejidos vegetales para la producción vegetativa de plántulas de Stevia por micropropagación (Pande y Gupta, 2013). Recientemente, en el grupo de Biotecnología de Frutales del CEBAS-CSIC hemos iniciado una nueva línea de trabajo para la propagación clonal de plantas seleccionadas de Stevia mediante cultivo de tejidos vegetales partiendo de yemas axilares y apicales.
A) Cultivo de Stevia micropropagado en medio líquido. B) Planta aclimatada después de micropropagación. (piqueras@cebas.csic.es)
En este momento disponemos de un medio de cultivo original desarrollado en nuestro laboratorio y estamos evaluando diferentes condiciones ambientales in vitro (en medio sólido con y sin refrigeración basal y en medio líquido) que permitan controlar la calidad del proceso de micropropagación y aumentar la producción de plantas a gran escala para ser aclimatadas en el invernadero y posteriormente plantadas en el campo para su cultivo comercial.
Referencias:
Lemus-Moncada R. et al. (2012) Food Chemistry 132: 1121-1132.
Monteiro R (1980). Taxonomia e biologia da reproducao da Stevia rebaudiana Bert. Ph.D. thesis, Univ. Estatal de Campinas, Brazil.
Pande SS and Gupta P (2013) J. Pharmacognosy and Phytoteraphy 51 (1):26-33.
Singh SD and Rao GP (2005) Sugar Tech 7:17-24.
EMBRIOGÉNESIS SOMÁTICA EN PLANTAS
Abel Piqueras, Científico Titular del CEBAS-CSIC. Grupo de Biotecnología Vegetal
Se puede definir la totipotencia en los vegetales como la capacidad para regenerar un individuo completo a partir de una sola célula. El ejemplo de totipotencia más significativo es la embriogénesis somática. Mediante este proceso se pueden obtener embriones no cigóticos (que no se forman sexualmente) a partir de cualquier tejido vegetal.
Existen algunos ejemplos en vivo como pueden ser los embriones nucelares (embriones asexuales que se forman a partir del tejido somático que rodea el saco embrionario) en semillas de cítricos (naranjos y limoneros) o en hojas de Aranto o Espinazo del Diablo (Kalanchoe draigremontiana) (Figura 1 y 2 respectivamente).
Figura 1. Embriogénesis en limonero.
Figura 2.- Embriogénesis nucelar en hojas de Aranto o Espinazo del Diablo (Kalanchoe draigremontiana). (A) Planta de K. daigremontiana; (B) Detalle de una plántula; (F) estadio corazón y cotiledón; (G) (H) Plántula mostrando el hipocotilo; (I) Plántula mostrando raíces adventicias; (J) Abscisión de una hoja. [Imagenes de: Helena M.P. Garcês et al., (2007) Evolution of asexual reproduction in leaves of the genus Kalanchoë. Proc Natl Acad Sci USA 104(39): 15578–15583]
Sin embargo, los casos más frecuentes se pueden obtener a partir del cultivo in vitro de tejidos, siendo el modelo más estudiado la zanahoria. En este caso, la mayor parte de los estudios realizados sobre embriogénesis somática se han centrado en los diferentes estadios en que se divide. El primero implica una fase de inducción en la que los tejidos somáticos adquieren directa (sin una desdiferenciación previa) o indirectamente (precedidos de una fase de callo) competencia embriogénica. Esta fase se continúa con la expresión del proceso de embriogénesis somática, en el que las células competentes o pro-embriones inician su desarrollo después de recibir un estímulo adecuado. Los estadios coinciden con los de la embriogénesis cigótica (estadios globular, corazón, y torpedo). Finalmente durante la maduración los embriones somáticos se preparan para la germinación mediante desecación y acumulación de reservas.
Figura 3.- Embriogénesis cigótica y somática en zanahoria (Daucus carota). [Imagen de: V.L. Dodeman et al., (1997) Zygotic embryogenesis versus somatic embryogenesis. Journal of Experimental Botany 48:1493–1509]
Os dejamos también un video del desarrollo de embriones somáticos en cultivos de tejidos de soja: http://www.youtube.com/watch?v=fL0O5bZabjw
AGUA OXIGENADA Y GERMINACIÓN DE SEMILLAS
Pedro Diaz Vivancos. Investigador Contratado del CEBAS-CSIC.
La germinación es el proceso mediante el cual una semilla se desarrolla hasta convertirse en una nueva planta. Por definición, la germinación incorpora esos eventos que comienzan con la captación de agua por la semilla seca en reposo y terminan con el alargamiento del eje embrionario (formará la parte aérea de la planta) y la protrusión de la radícula (formará la raíz de la planta). Durante la germinación de semillas se produce la activación de una serie de procesos metabólicos que incluyen la degradación de proteínas de almacenamiento, la síntesis de novo de proteínas, la producción de energía, la biosíntesis de compuestos metabólicos primarios y secundarios y la activación de moléculas señalizadoras. Todos estos procesos que se producen durante la germinación son los que permiten el establecimiento y desarrollo de las plántulas (planta en sus primeros estadios de desarrollo, desde que germina hasta que se desarrollan las primeras hojas verdaderas).
Las especies reactivas de oxígeno (ROS), especialmente peróxido de hidrógeno o agua oxigenada (H2O2), se producen continuamente como subproductos de diferentes vías metabólicas. En el blog podéis encontrar diferentes post con información acerca de las ROS. A pesar de que las ROS están consideradas como moléculas tóxicas, el agua oxigenada a bajas concentraciones puede actuar como una molécula señalizadora.
En general, cada vez hay más evidencias que implican la señalización de ROS con la germinación de semillas. Las ROS aparecen ahora como moléculas importantes en el proceso de germinación, siempre que exista un equilibrio entre su producción y su eliminación (reguladas por el metabolismo antioxidante). Se ha descrito que tratamientos con H2O2 estimulan la germinación de semillas de patata, guisante y cebada, entre otras. El efecto positivo del H2O2 sobre la germinación de semillas puede ser atribuido al hecho de que la eliminación de H2O2 resulta en la producción de oxígeno necesario para diversos procesos metabólicos. En la siguiente figura se puede observar la estimulación de la germinación de semillas de guisante tras 24-h de incubación en presencia de H2O2, las semillas controles, con un notable retraso en la germinación, se incubaron en agua.
Aunque en los últimos años se ha producido un notable progreso en la comprensión de los mecanismos fisiológicos y moleculares que regulan la germinación de la semillas, varias preguntas permanecen sin aclarar. Todavía nos son desconocidos los mecanismos que determinan la dormancia de las semillas, tampoco está claro cómo las temperaturas afectan a la germinación, ni cómo las ROS intervienen en la regulación de dicho proceso. La respuesta a estas preguntas puede proporcionar nuevos marcadores de vigor de semillas que podrían ser utilizados por los agricultores en programas de reproducción, así como para desarrollar nuevos tratamientos que mejoren la germinación de semillas.
Bibliografía empleada:
Bailly C, El-Maarouf-Bouteau H, Corbineau F. (2008) From intracellular signaling networks to cell death: the dual role of reactive oxygen species in seed physiology. Comptes Rendus Biologies 331, 806-814.
Bahin E, Bailly C, Sotta B, Kranner I, Corbineau F, Leymarie J. (2011) Cosstalk between reactive oxygen species and hormonal signalling pathway regulates grain dormancy in barley. Plant Cell & Environment 34, 980-993.
Bajji M, MʼHamdi M, Gastiny F, Rojas-Beltran JA, du Jardin P. (2007) Catalase inhibition accelerates dormancy release and sprouting in potato (Solanum tuberosum L.) tubers. Biotechnology, Agronomy, Society and Environment 11, 121–131.
Barba-Espín G, Diaz-Vivancos P, Clemente-Moreno MJ, Albacete A, Faize L, Faize M, Pérez-Alfocea F, Hernández JA. (2010) Interaction between hydrogen peroxide and plant hormones during germination and the early growth of pea seedlings. Plant Cell & Environment 33, 981-994.
Barba-Espin G, Diaz-Vivancos P, Job D, Belghazi M, Job C, Hernández JA. (2011) Understanding the role of H2O2 during pea seed germination: a combined proteomic and hormone profiling approach. Plant Cell & Environment 34, 1907-19.
Katzman LS, Taylor AG, Langhans RW. (2001) Seed enhancements to improve spinach germination. HortScience 36, 979–981.
Nuevos retos para la mejora genética de frutales del género Prunus en la era post-genómica
Pedro Martínez-Gómez, Investigador Científico del Departamento de Mejora genética vegetal, CEBAS-CSIC
El descubrimiento de la estructura del ADN (1953), con la definición exacta del gen y el establecimiento (1970) de lo que se denomina el dogma central de la biología molecular: “la información genética puede ser transferida entre los ácidos nucleicos, y a partir de ácidos nucleicos a proteínas, incluyendo la replicación del ADN, transcripción de ARN y la traducción a proteína expresada en el fenotipo” (Figura 1), se erigen como la contribución más importante a las ciencias biológicas en el siglo XX, en lo que ha sido llama la era “genética”.
Este descubrimiento revolucionó los paradigmas científicos de los estudios genéticos en los seres vivos, incluyendo plantas, cambiando la genética de una ciencia fenomenológica y estadística a una ciencia molecular y química. Las cuestiones relacionadas con los mecanismos de transmisión genética, la segregación, la mutación y la expresión de los caracteres fueron reformulados en términos químicos y moleculares. Posteriormente, como resultado del desarrollo de técnicas de secuenciación del ADN se pudo acceder al conocimiento genético a nivel de cada nucleótido en la denominada era de la “genómica”, que ha estado dominando las ciencias biológicas en los últimos 30 años.
En este momento, en la era “post-genómica”, estamos ante una nueva revolución científica al descubrimiento de la estructura del ADN en los años sesenta y de la secuenciación del ADN en los años ochenta. Esta era “post-genómica” se caracteriza en frutales, al igual que en el caso del resto de organismos vivos, por tres elementos que pueden originar un cambio de paradigma en los planteamientos existentes: a) la incorporación de nuevos métodos de secuenciación masiva tanto de DNA como de RNA, b) el desarrollo de genomas completos, y c) el cambio de perspectiva sobre la expresión de caracteres derivada del proyecto en humanos (ENCODE, The Encyclopedia of DNA Elements) dónde el centro de gravedad de estos procesos se pone en el estudio del RNA más que en el del DNA.
a) Tomó casi 25 años desde el descubrimiento de la estructura del ADN (1953) (Figura 1) hasta el desarrollo de métodos eficaces para la determinación de su secuencia en el genoma (1977). La secuenciación del ADN (el orden de las bases de nucleótidos en una molécula de ADN) ha cambiado nuestra visión de la biología de las plantas y ha desempeñado un papel importante en la investigación biológica moderna. Durante los últimos años, sin embargo, las llamadas metodologías de alto rendimiento (“high-throughput”) para la secuenciación del DNA (DNA-Seq, en 2005) y cDNA proveniente del ARN (RNA-Seq, en 2008) (Figura 1), están causando una revolución en la investigación biológica. Además, la tercera generación de estos ultra secuenciadores pretende ser capaz de determinar la composición de bases de ADN de una sola célula. En estos momentos disponemos de información precisa sobre la constitución de DNA o RNA de una planta sin necesidad de un clonaje previo.
b) La secuenciación del genoma completo del melocotón representa el principal hito de la era de la genómica en especies de Prunus. En 2010 se publicó en la red la primera secuencia completa de un genoma de Prunus, proveniente de un genotipo de melocotonero (www.rosaceae.org), y en estos momentos (en diciembre de 2012) acaba de publicarse la secuencia completa de otra especie, Prunus mume (albaricoquero japonés). Esta información va a permitir localizar en estos genomas de referencia los genes expresados y lo que puede ser más importante los QTLs (Quantitative trait loci) desarrollados mediante la genética clásica de ligamiento que son en estos momentos la fuente más extensa de información sobre la genómica funcional de estas especies arbóreas.
c) Los nuevos hitos antes mencionados han puesto de manifiesto que el dogma central de la biología molecular descrito en 1970 es más complejo de lo inicialmente descrito (Figura 1). El procesamiento del ARN, la conexión entre el ADN y las proteínas, es el auténtico nudo gordiano (una metáfora griega de un problema insoluble resuelto por un golpe de audacia) de esta expresión génica. La traducción del mRNA transcrito maduro (incluyendo eventos de “splicing”) en la proteína (una entrada principal); junto con la presencia de RNA no codificante y no regulatorio como el rRNA y tRNA (otra entrada principal); y la regulación post-transcripcional y post-trasduccional por parte de pequeños ARN no codificantes pero sí reguladores (miRNA, siRNA, Pirna o snoRNA) (varias entradas de menor importancia, pero críticas) producen el resultado final de la expresión del DNA en un fenotipo concreto (Figura 2).
En estos momentos podríamos pues hablar de una nueva “era” en los estudios sobre la genética de los frutales del género Prunus (albaricoquero, almendro, melocotonero, ciruelo, etc.) y su aplicación en el desarrollo de nuevas variedades dentro de los distintos Programas de Mejora Genética. En este nuevo contexto (postgenómico) se presentan una serie de nuevos desafíos biológicos y oportunidades en la aplicación de toda la gama de las ciencias ómicas (genómica, transcriptómica, proteómica, metabolómica e interactómica) en el desarrollo de estrategias eficaces de selección asistida por marcadores en Prunus. Estas oportunidades son de especial interés en el caso de Prunus, donde es limitado el conocimiento de la asociación entre genes y caracteres agronómicos.
¿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.
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.
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….
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Escrito
en diciembre 13, 2018