Servicio de Información Comunitario sobre Investigación y Desarrollo - CORDIS

La secuenciación del ADN llega hasta la causa raíz de la variedad de los abedules

Los árboles desempeñan funciones muy importantes, como la retención de carbono, el suministro de madera y el mantenimiento de ecosistemas. El proyecto BETWOOD, financiado por la Unión Europea, tenía el cometido de recabar información nueva sobre su capacidad de adaptación mediante un estudio de la composición genética del abedul blanco.
La secuenciación del ADN llega hasta la causa raíz de la variedad de los abedules
El equipo de BETWOOD aprovechó los últimos adelantos en la tecnología de secuenciación para mapear el genoma de muestras de abedules que representaban poblaciones diferentes y de distintas zonas geográficas (concretamente, del norte y el centro de Europa y también de Siberia y Asia). Además, la secuenciación genómica permitió al equipo identificar genes candidatos, por ejemplo LAZY, que subyacen a la creación de formas arbóreas especiales y ofrecen pistas sobre los procesos de adaptación. Hace pocos meses, en la revista científica Nature Genetics se aseguraba que BETWOOD era un elemento esencial de un esfuerzo más amplio de secuenciar el genoma del abedul blanco.

«Ahora somos capaces de desentrañar la base molecular de los rasgos de los árboles»

Hace mucho que los investigadores son conscientes de la variación existente entre los abedules incluso de un mismo bosque, pero también entre las poblaciones de distintas zonas geográficas del planeta.

BETWOOD pudo aprovechar nuevos métodos de secuenciación de ADN para buscar la base molecular de esa variación. En relación con la metodología aplicada, la Dra. Kaisa Nieminen, investigadora de BETWOOD, declaró lo siguiente: «La secuenciación de ADN de gran rendimiento ya es verdaderamente rentable; los costes se redujeron notablemente incluso a medida que avanzó el proyecto. Lo difícil en realidad fue la interpretación de la bioinformática resultante». Por esta razón, el equipo del proyecto formó a todo un grupo de bioinformáticos para que supieran interpretar estos novedosos datos genómicos.

Para llevar a cabo el análisis geográfico del abedul blanco (Betula pendula), mediante barridos selectivos, el equipo consiguió corroborar que la adaptación local había influido en el momento temporal de varios procesos fundamentales de estos vegetales. También se percató de que la variación genética existente entre PHYC y FRS10, dos genes muy relacionados con la respuesta a la luz, mantenía una correlación con la latitud, la longitud y la temperatura. Se observó la misma correlación en la variación de ARR1, un regulador de la respuesta a la citoquinina promotor del crecimiento, y los genes de crecimiento de la madera KAK y MED5A.

Al analizar formas de crecimiento especiales, los investigadores de BETWOOD también hallaron una mutación del tipo «stop-in-frame» en el ortólogo LAZY1 (genes evolucionados desde un gen ancestral común) del género Arabidopsis. Actualmente, el equipo se afana en confirmar si esa mutación explica el fenotipo del «abedul llorón», tan frecuente en numerosos jardines de toda Europa.

Esos polimorfismos y mutaciones conformarán una base sólida con vistas a nuevos análisis genéticos de las características de los árboles. Según declaró, a modo de reflexión, el director del proyecto de investigación sobre el genoma del abedul, el profesor Ykä Helariutta: «No nos esperábamos poder identificar genes candidatos de ciertos rasgos con tan solo secuenciar nuevamente la variante y compararla con el genoma de referencia. Hace cinco años no era posible realizar un análisis así con ninguna planta, aparte de Arabidopsis. ¡Y ahora se puede identificar la base molecular de los rasgos de los árboles!»

Un trabajo con ramificaciones

Los bosques son importantes sumideros de carbono, que son indispensables para poner freno al cambio climático. El dióxido de carbono de la atmósfera es absorbido por los árboles mediante la fotosíntesis, pero el carbono liberado a la atmósfera por el efecto invernadero también se acaba depositando directamente sobre los troncos de los árboles. Según la profesora Katri Kärkkäinen, coordinadora del proyecto, es importante entender los aspectos fisiológicos de este proceso, ya que, en su opinión, «el calentamiento global, al cambiar la composición de la atmósfera, también afecta a las condiciones de crecimiento de los árboles. Además, puesto que la leña es un recurso industrial de importancia, contar con un conocimiento genético más preciso acerca de ella puede facilitar que se use de manera más sostenible y, quizás, conducir a usos totalmente novedosos en el futuro».

Ahora que BETWOOD ha logrado establecer el abedul como un nuevo modelo genético, el equipo se propone seguir su ciclo de generación, que es corto (de entorno a un año, muy corto en comparación con la mayoría de las especies arbóreas) con el fin de estudiar las variaciones genéticas que dan lugar a su diversidad geográfica y fenotípica.

Palabras clave

BETWOOD, genoma, secuenciación del ADN, abedul blanco, bioinformática, Betula pendula, gen, adaptación, variación, formas de crecimiento, mutación, polimorfismos, Arabidopsis
Síganos en: RSS Facebook Twitter YouTube Gestionado por la Oficina de Publicaciones de la UE Arriba