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Científicos franceses descifran el genoma de la rosa

Un estudio publicado en Nature Genetics desentraña la evolución de la rosa desde su origen hasta nuestros días.
02/05/2018
Rosa chinensis 'old blush', originario de China.


El rosal, una planta ornamental emblemática de la historia de la humanidad desde un punto de vista cultural y económico. Un consorcio internacional que involucra a INRA, ENS Lyon, CEA, CNRS y la Universidad Claude Bernard Lyon, ha descifrado el genoma de la rosa. Este trabajo permitió rastrear las contribuciones respectivas de rosas europeas y chinas al moderno genoma de la rosa e identificar todos los genes implicados en las vías de biosíntesis del perfume y el color. Publicado en la revista Nature Genetics el 30 de abril de 2018, son esenciales para diseñar variedades que optimicen las cualidades de la flor en un contexto de cambios globales.

Celebrada desde la antigüedad por muchos artistas, apreciada por su perfume y la belleza de su flor, la rosa es hoy la flor cortada más comprada en Francia, mientras que el rosal es una planta ornamental esencial de nuestros jardines y nuestros balcones, fruto de muchos cruces e hibridaciones. Gracias a un consorcio internacional en el que participaron INRA, ENS Lyon, CEA, CNRS y la Universidad Claude Bernard Lyon, se acaba de descifrar el genoma de la rosa, un paso esencial para comprender su biología y la origen de su diversidad.

Un genoma de referencia de calidad que arroja luz sobre la evolución de la familia de las rosáceas

Ocho años de trabajo combinadas con las estrategias y herramientas más innovadoras ayudaron a secuenciar y descifrar toda la información genética llevada por los siete pares de cromosomas de Rosa chinensis 'Old Blush' y anotar la totalidad sus 36,377 genes, constituyendo así un genoma de referencia del género Rosa.

Comparando el genoma del género Rosa con otras plantas de la familia de las rosáceas (fresa, frambuesa, manzana, pera, melocotón, ciruela...) mostró que la rosa, fresa y frambuesa son evolutivamente muy cerca y permitió reconstruir la historia de la rosa dentro de la familia de las rosáceas.

El origen de las rosas modernas, explicado

Los científicos han estudiado el origen de los cromosomas del híbrido rosal "Francia" - se produce en la región de Lyon en 1867. Este híbrido combina la fortaleza del crecimiento carácter de especies europeas y las especies con flores chinas plurianuales. Para ello, han proyectado, en el genoma de referencia, los datos genómicos de las principales variedades de rosas, procedentes de Europa, Medio Oriente y China, y que contribuyeron a la domesticación del rosal. Identificaron así el origen de los genes implicados en la definición de los personajes más populares en la rosa moderna, como la floración múltiple, más bien de origen chino.

Floración, fragancia y color, genes identificados, vías biosintéticas reconstruidas

Los investigadores han identificado los principales genes involucrados en la floración, el desarrollo de flores, la reproducción, la fragancia y la síntesis de pigmentos en el origen de los tonos rojos (familia de antocianinas). Han reconstruido las rutas biosintéticas en las que estos genes intervienen. En particular, destacaron un grupo de genes implicados simultáneamente en la regulación del color y la fragancia de la flor.

Este trabajo proporciona una base sólida para desentrañar los mecanismos moleculares y genéticos que rigen las características de la rosa y su diversidad. En última instancia, ayudarán a acelerar la selección y la mejora de la calidad de Queen Flower. Este conocimiento también será muy útil para estudiar otras especies de la familia de las rosáceas y otras plantas ornamentales.

En el corazón de la técnica

Los científicos eligieron Rosa chinensis "Old Blush", una rosa de China, un gran antepasado de las variedades de rosas modernas que florece varias veces al año.

En la rosa, las diferencias entre las secuencias cromosómicas heredadas de ambos padres complican la secuenciación de los fragmentos del genoma identificados por los robots de secuenciación.

Los investigadores combinaron dos enfoques:
  • Una estrategia de cultivo celular que ha resultado en una rosa que tiene un genoma en el que cada gen es de un solo padre;
  • Una estrategia de secuenciación de alto rendimiento que utiliza un novedoso robot denominado PacBio, que produjo secuencias mucho más largas que las tecnologías anteriores, lo que facilitó su ensamblaje y la reconstitución cromosómica.

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