Todas las variedades más populares de té (incluyendo té negro, té verde, té oolong, té blanco y chai) provienen de las hojas del arbusto de hoja perenne Camellia sinensis, también conocido como árbol del té. A pesar de la inmensa importancia cultural y económica del té, se sabe relativamente poco sobre el arbusto más allá de las hojas de té. Sin embargo, el primer borrador del genoma del árbol del té publicado el 1 de mayo en la revista Molecular Plant puede ayudar a explicar por qué las hojas de té son tan ricas en antioxidantes y cafeína.
Entender cómo el árbol del té difiere genéticamente de sus parientes cercanos puede ayudar a los cultivadores de té a averiguar lo que hace a las hojas Camellia sinensis tan especiales. El género Camellia contiene más de 100 especies, incluyendo varias plantas decorativas de jardín populares y C. oleifera, que produce aceite de “árbol de té”, pero sólo se cultivan comercialmente dos variedades principales (C. sinensis var. Assamica y C. sinensis var. Sinensis) para hacer té. «Hay muchos sabores diferentes, pero el misterio es ¿Qué determina o cuál es la base genética de los sabores del té?» dice el genetista de plantas Lizhi Gao del Instituto Kunming de Botánica en China.
Estudios previos han sugerido que el té debe gran parte de su sabor a un grupo de antioxidantes llamados flavonoides, moléculas que se cree ayudan a las plantas a sobrevivir en sus ambientes. Uno de ellos, un flavonoide de sabor amargo llamado catequina, está particularmente asociado con el sabor del té. Los niveles de catequina y otros flavonoides varían entre las especies de Camelia, al igual que la cafeína. Gao y sus colegas encontraron que las hojas de C. sinensis no sólo contienen altos niveles de catequinas, cafeína y flavonoides, sino que también tienen múltiples copias de los genes que producen cafeína y flavonoides.
La cafeína y los flavonoides, como las catequinas, no son proteínas (y por lo tanto no están codificadas directamente en el genoma), pero las proteínas genéticamente codificadas en las hojas de té las fabrican. Todas las especies de Camelia tienen genes para las vías productoras de cafeína y flavonoides, pero cada especie expresa esos genes en diferentes niveles. Esa variación puede explicar por qué las hojas de C. sinensis son adecuadas para hacer té, mientras que las hojas de otras especies de Camelia no lo son.
Gao y sus colegas estiman que más de la mitad de los pares de bases (67%) en el genoma del árbol del té son parte de secuencias de retrotransposones, o «genes saltarines», que se han copiado y pegado en diferentes lugares del genoma en numerosas ocasiones. El gran número de retrotransposones dio lugar a una dramática expansión en el tamaño del genoma del árbol del té, y posiblemente muchos duplicaciones de ciertos genes, incluidos los resistentes a enfermedades. Los investigadores piensan que estas familias de genes «expandidos» deben haber ayudado a los árboles de té a adaptarse a diferentes climas y tensiones ambientales, ya que los árboles de té crecen bien en varios continentes en una amplia gama de condiciones climáticas. Dado que gran parte de los retrotransposones copiados y pegados parece haber ocurrido relativamente recientemente en la historia evolutiva del árbol del té, los investigadores teorizan que al menos algunas de las duplicaciones son respuestas al cultivo agrícola.
Sin embargo, estos genes duplicados y el gran número de secuencias repetidas también volvieron a ensamblar un genoma del árbol del té en una batalla cuesta arriba. «Nuestro laboratorio ha secuenciado y ensamblado con éxito más de veinte genomas de plantas», dice Gao. «Pero este genoma, el genoma del árbol del té, fue arduo.»
Por un lado, el genoma del árbol del té resultó ser mucho mayor de lo que se esperaba inicialmente. Con 3.02 millones de pares de bases de longitud, el genoma del árbol del té es más de cuatro veces el tamaño del genoma de la planta del café y mucho más grande que la mayoría de las especies de plantas secuenciadas. La complicación adicional del panorama es el hecho de que muchos de esos genes son duplicados o casi duplicados. Los genomas enteros son demasiado largos para ser secuenciados en una sola pieza, por lo que en su lugar, los científicos deben copiar miles y miles de fragmentos del genoma, secuenciarlos e identificar secuencias superpuestas que aparecen en múltiples fragmentos. Estos sitios de superposición se convierten en postes de señalización para alinear los fragmentos en el orden correcto. Sin embargo, cuando el genoma mismo contiene secuencias que se repiten cientos o miles de veces, esos solapamientos desaparecen en la multitud de repeticiones; es como montar un rompecabezas de un millón de piezas donde todas las piezas del medio parecen casi exactamente iguales.
Dicho todo, incluso con la secuenciación moderna, el montaje del genoma le tomó al equipo de más de 5 años.
Y aun así, hay más trabajo por hacer, tanto en términos de doble verificación del proyecto genómico y en términos de secuenciación de diferentes variedades de árbol de té de todo el mundo. «Junto con la construcción de mapas genéticos y nuevas tecnologías de secuenciación, estamos trabajando en un genoma del árbol del té actualizado que investigará parte del sabor», dice Gao. «Vamos a ver la variación del número de copias de genes para ver cómo afectan las propiedades del té, como el sabor. Queremos obtener un mapa de diferentes variaciones del árbol del té y responder cómo fue domesticado, cultivado y dispersado a diferentes continentes del mundo».