Un nuevo método bioinformático permitió reconstruir la historia evolutiva de la frutilla cultivada, revelando que su genoma se formó mediante múltiples eventos antiguos de fusión entre genomas. El avance también podría ayudar a estudiar otros cultivos complejos como trigo, algodón y caña de azúcar.
ChileBio / 3 de julio, 2026.- Muchos de los cultivos más importantes del mundo tienen genomas complejos, formados por duplicaciones completas del ADN y cruces antiguos entre especies relacionadas. Ese es el caso de la frutilla cultivada moderna (Fragaria × ananassa), una especie octoploide, es decir, con ocho juegos de cromosomas.
Ahora, un equipo de investigadores del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA) y de instituciones colaboradoras desarrolló una nueva herramienta bioinformática que permite reconstruir con mayor precisión la historia evolutiva de genomas vegetales complejos. El estudio fue publicado en la revista científica Horticulture Research.
La investigación se basó en el análisis de retrotransposones con repeticiones terminales largas, conocidos como LTR-RTs. Estos son fragmentos móviles de ADN que pueden copiarse e insertarse en distintas regiones del genoma. Aunque durante años fueron vistos principalmente como “ADN repetitivo”, hoy se sabe que pueden conservar señales muy valiosas sobre eventos evolutivos ocurridos millones de años atrás.
Una huella genética para reconstruir el pasado
Los genomas poliploides, como los de la frutilla, el trigo, el algodón o la caña de azúcar, contienen múltiples conjuntos de cromosomas heredados de distintos ancestros. A cada uno de estos conjuntos se le conoce como subgenoma.
El gran desafío es identificar de dónde proviene cada subgenoma y en qué momento ocurrieron las fusiones entre genomas ancestrales. Los métodos tradicionales suelen depender de comparar el genoma actual con especies diploides progenitoras conocidas. El problema es que, en muchos casos, esas especies ancestrales se extinguieron o aún no han sido identificadas.
Para superar esa limitación, los investigadores desarrollaron un enfoque llamado matriz serial de similitud, o SSM por sus siglas en inglés. Este método compara patrones de similitud entre retrotransposones LTR distribuidos en los cromosomas. Como estos elementos se acumulan de manera característica en distintos linajes, pueden funcionar como señales históricas incrustadas en el genoma.
Según señaló uno de los autores senior del estudio, citado por la nota original, “los elementos transponibles pueden funcionar como marcas de tiempo evolutivas incrustadas en los genomas de las plantas”. La cuña no identifica por nombre al investigador, pero resume el principio central del trabajo: al observar cuándo y dónde se expandieron estos elementos móviles, es posible reconstruir la historia de un genoma incluso cuando no se cuenta con referencias directas de sus ancestros.
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La frutilla moderna: un genoma construido en etapas
Al aplicar esta herramienta a la frutilla cultivada octoploide, los investigadores identificaron cuatro subgenomas distintos y evidencias de tres eventos sucesivos de alopoliploidización, es decir, fusiones entre genomas de especies diferentes seguidas de duplicación cromosómica.
De acuerdo con el estudio, estos eventos habrían ocurrido aproximadamente en tres ventanas temporales: entre 3,1 y 4,2 millones de años atrás; entre 1,9 y 3,1 millones de años atrás; y entre 0,8 y 1,9 millones de años atrás.
Los resultados apoyan una relación cercana entre dos subgenomas de la frutilla cultivada y las especies Fragaria vesca y Fragaria iinumae. Sin embargo, también cuestionan modelos anteriores que proponían otras especies diploides como progenitoras directas. En particular, el análisis no respalda que Fragaria nipponica o Fragaria viridis hayan contribuido directamente a ciertos subgenomas de la frutilla moderna.
Esto sugiere que algunos de los ancestros que participaron en la formación del genoma de la frutilla podrían estar extintos o no haber sido muestreados todavía. En otras palabras, la historia genética de este cultivo sería más compleja de lo que se pensaba.
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Probado también en otros cultivos
Antes de aplicarlo a la frutilla, el equipo validó el método en especies alopoliploides bien estudiadas, como el teff y el algodón. En ambos casos, la herramienta logró separar correctamente subgenomas ya conocidos y distinguir señales correspondientes a eventos previos y posteriores a la poliploidización.
Los investigadores también evaluaron la metodología usando genomas poliploides construidos artificialmente. Estas pruebas confirmaron que el método es sensible tanto al tiempo de divergencia entre genomas como a la abundancia de elementos transponibles.
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Implicancias para el mejoramiento genético
Aunque el estudio se enfocó en la frutilla, sus implicancias van mucho más allá de este cultivo. Muchos cultivos de alta importancia agrícola y alimentaria, como trigo, algodón y caña de azúcar, también son poliploides y poseen historias evolutivas complejas.
Comprender mejor la estructura de sus subgenomas puede ayudar a mejorar la anotación de genes, el mapeo de rasgos de interés y los estudios comparativos entre especies. A largo plazo, este tipo de información puede apoyar programas de mejoramiento genético más precisos, al facilitar la identificación de regiones genómicas asociadas a características relevantes para la agricultura.
La nueva herramienta también aporta una forma de estudiar biodiversidad, especiación y adaptación en plantas sin depender exclusivamente de ancestros conocidos. En ese sentido, conecta la biología evolutiva con aplicaciones prácticas para la investigación agrícola moderna.
- Estudio científico: Haomin Lyu, Shujun Ou, Won Cheol Yim, Qingyi Yu. “Deciphering octoploid strawberry evolution with serial LTR similarity matrices for subgenome partition”. Horticulture Research, 2025; 12(8): uhaf132. DOI: http://dx.doi.org/10.1093/hr/uhaf132