Malus es un género con más de 35 especies distribuidas naturalmente en la zona templada del hemisferio norte, desde Asia Oriental y Europa hasta Norteamérica. Este género incluye la manzana domesticada (Malus domestica) y sus parientes silvestres. Una nueva investigación revela las relaciones evolutivas entre las especies de Malus y cómo han evolucionado sus genomas durante los últimos casi 60 millones de años.
Sci News / 24 de abril, 2025.- “Existen aproximadamente 35 especies en el género Malus, pero a pesar de la importancia de la manzana como cultivo frutal, no se han realizado estudios exhaustivos sobre la evolución de los genomas de este grupo”, afirmó el profesor Hong Ma de la Universidad Estatal de Pensilvania.
“En este estudio, pudimos profundizar en los genomas de Malus, establecer un árbol genealógico de la manzana, documentar eventos como duplicaciones e hibridaciones de todo el genoma entre especies, y encontrar regiones del genoma asociadas con rasgos específicos, como la resistencia a la sarna del manzano”.
El profesor Ma y sus colegas secuenciaron y ensamblaron recientemente los genomas de 30 miembros del género Malus, incluyendo la variedad domesticada de manzana Golden Delicious.
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De las 30 especies, 20 son diploides, lo que significa que tienen dos copias de cada cromosoma, como los humanos, y 10 son poliploides, con tres o cuatro copias de cada cromosoma, probablemente debido a hibridaciones relativamente recientes de diploides y otros parientes de Malus.
Al comparar la secuencia de casi 1000 genes de cada especie, los investigadores construyeron un árbol genealógico del género y luego utilizaron análisis biogeográficos para rastrear su origen hasta hace unos 56 millones de años en Asia.
“La historia evolutiva del género es bastante compleja, con numerosos ejemplos de hibridación entre especies y un evento compartido de duplicación de todo el genoma que dificulta las comparaciones”, afirmó el profesor Ma.
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“Contar con genomas de alta calidad para un número tan grande de especies del género y comprender las relaciones entre ellas nos permitió profundizar en la evolución del género”.
Para analizar en mayor profundidad la historia y la evolución de los genomas de Malus, los científicos examinaron los 30 genomas secuenciados mediante un enfoque analítico denominado pangenómica.
Este enfoque implicó una comparación exhaustiva de genes compartidos o conservados y otras secuencias, como transposones (a veces llamados genes saltarines por su capacidad de moverse en el genoma), en los 30 genomas, así como de genes que solo están presentes en subconjuntos de los genomas.
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Los análisis pangenómicos combinan la información genómica de un grupo estrechamente relacionado para comprender la conservación evolutiva y las divergencias, y se vieron facilitados en gran medida por la herramienta de gráficos pangenómicos.
“El uso del pangenoma de 30 especies fue eficaz para detectar variación estructural, así como duplicaciones y reordenamientos genéticos, entre las especies que podrían pasar desapercibidas al comparar solo unos pocos genomas”, afirmó el profesor Ma.
En este caso, una de las variantes estructurales descubiertas nos permitió identificar el segmento genómico asociado con la resistencia a la sarna del manzano, una enfermedad fúngica que afecta a las manzanas de todo el mundo.
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Los autores también desarrollaron una herramienta de análisis pangenómico para ayudar a encontrar evidencia de barridos selectivos, un proceso en el que un rasgo beneficioso aumenta rápidamente su frecuencia en una población.
Utilizando este método, identificaron una región genómica responsable de la resistencia al frío y a las enfermedades en especies silvestres de Malus, que también podría estar relacionada con el sabor desagradable de la fruta.
“Es posible que, en el esfuerzo por producir la fruta de mejor sabor, se haya producido una reducción involuntaria de la resistencia de las manzanas domesticadas”, afirmó el profesor Ma.
“Comprender las variaciones estructurales en los genomas de Malus, las relaciones entre las especies y su historial de hibridación mediante el análisis pangenómico podría ayudar a orientar futuros esfuerzos de mejoramiento para que los rasgos beneficiosos para el buen sabor y la resistencia a las enfermedades se conserven en las manzanas”.
Los hallazgos se publicaron en la revista Nature Genetics.