Bioinformática, la clave invisible para entender y mejorar los frutales

Por CEAF Centro de Estudios Avanzados en Fruticultura

El Dr. Benjamín Battistoni, investigador postdoctoral del CEAF, utiliza la bioniformática como complemento de la biología molecular. Su trabajo consiste en mirar más allá de lo que se percibe a simple vista: la genética de la planta, la cual guía el funcionamiento básico de las plantas.

El libro de la planta frutal: genoma y genes

Para un no científico, el ADN puede parecer un misterio, pero el Dr. Battistoni lo simplifica: es el código genético que dicta las bases del comportamiento de un organismo. Este código está compuesto por secuencias de cuatro “letras” (bases nitrogenadas: A, C, T, G).

Una determinada secuencia compuesta por estas cuatro letras da origen a los genes, y cada gen codifica una proteína que cumple una función en la planta. Lo que el bioinformático hace es analizar la composición y disposición de estas bases para identificar variaciones genéticas que podrían tener un efecto en una característica específica de la planta.

Además, el equipo del CEAF no solo analiza el ADN (genoma), que es fijo, sino también el transcriptoma. Si el genoma es el libro de instrucciones completo (igual en toda la planta), el transcriptoma es el análisis de qué instrucciones se están leyendo y ejecutando en un momento dado. En otras palabras, qué genes están expresándose o “activándose” en la planta.

Visualización del alineamiento de secuencias genómicas.

Aplicaciones directas para la fruticultura

El análisis genético-computacional del Dr. Battistoni se aplica actualmente en al menos dos líneas de investigación fundamentales para la industria frutícola de la Región de O’Higgins:

1. Auto-Incompatibilidad en Cerezos:

Para que una planta de cerezo produzca fruto, normalmente necesita ser polinizada por otra variedad compatible. El problema es que algunas variedades son autoincompatibles, es decir, no pueden generar fruto por sí mismas por factores genéticos.

Si bien se conocen los principales genes involucrados, la investigación busca otros genes asociados que también juegan un papel en este complejo sistema. El objetivo es comprender la base genética de la compatibilidad, para eventualmente desarrollar variedades que no requieran de una segunda variedad (a veces no deseada por el productor) solo para polinizar, optimizando la productividad en el campo.

2. Tolerancia a la Escasez Hídrica:

Frente al desafío del cambio climático y el déficit hídrico, el CEAF estudia portainjertos (la parte de la planta que va bajo tierra) que son más tolerantes a la falta de agua. Aunque el productor puede ver las diferencias en el campo (plantas que se marchitan menos), la base genética que explica por qué una planta sobrevive mejor que otra es muy poco conocida, especialmente en portainjertos híbridos.

La bioinformática es crucial para encontrar ese “set de genes” que permite a una planta activar un sistema de respuesta y sobrevivir al estrés hídrico.

La búsqueda de la “aguja en el pajar”

Encontrar los genes correctos es un desafío monumental. Cada especie de frutal puede tener alrededor de 30.000 genes. La bioinformática permite a los investigadores acotar la lista de genes candidatos, pero el proceso sigue siendo difícil, como “encontrar una aguja en un pajar”.

A pesar de la complejidad y el tiempo que conllevan estos estudios exploratorios (que a veces tardan años), la meta es clara y con un enorme potencial:

Si el CEAF logra encontrar y definir un gen clave, el equipo podrá diseñar un marcador molecular. Este marcador es una herramienta que permite acelerar el proceso de mejoramiento genético, seleccionando las mejores plántulas a priori (desde el inicio, sin esperar años a que crezcan o den fruto).

En última instancia, descifrar el ADN de los frutales no solo avanza el conocimiento científico, sino que ofrece a los productores una poderosa herramienta para tomar mejores decisiones en el futuro, garantizando variedades más resistentes, productivas y de la calidad que demanda el consumidor.

Fuente e imagenes: CEAF