Uno de los vegetales más consumidos en la UE es el tomate, ocupando el segundo lugar entre las hortalizas. El tomate contiene muchos nutrientes, vitaminas y antioxidantes, siendo así una importante fuente dietética

Madrid – 22 JUL 2015 – Kristty Ortiz (Tomates con genes)

El cultivo moderno del tomate se ha enfocado en tener altos rendimientos en su producción, haciendo los cultivares uniformes. Este tipo de cultivo se encuentra muy extendido y poco a poco ha reemplazado al uso de variedades tradicionales. La mejora genética realizada hasta la fecha se ha materializado en cultivares de tomate con un buen rendimiento y con resistencias a patógenos, pero el coste de estas mejoras ha sido en el sabor ya que los frutos modernos lo pierden. Esta problemática es bien sabida por los consumidores europeos.

Por esta razón, se creó un proyecto de investigación financiado por la UE, con el nombre de Traditom, que tiene como objetivo valorizar la diversidad genética almacenada en variedades tradicionales de tomate, con la finalidad de protegerlos de la pérdida de esta y, a su vez, ayudar a la sustitución de los cultivares modernos que en este momento son más productivos.

Traditom

Se preguntarán: ¿cómo funciona este proyecto? Ya que el objetivo es realmente grande y requiere de muchísimo trabajo, pues Traditom es un proyecto de investigación multidisciplinario y multiactor, reuniendo a científicos, comunidades de agricultores locales, consumidores expertos y pequeñas empresas de semillas que han conservado el germoplasma local (genoma de especies silvestres). En la base de datos de Traditom se concentró la variación del material genético característico de cada variedad y especie (Genotipo), los cambios heredables en la expresión y función génica que no pueden ser explicados por cambios en la secuencia de ADN (Epigenética) y de los rasgos observables en la planta (Fenotipo), rasgos que permiten identificarlo como perteneciente a una determinada especie. En las variedades Traditom se cuenta con una gran variabilidad, tanto genética como fenotípica, razón por la cual los análisis están enfocados en evaluar estas diferencias. Adicionalmente, con algunas de las variedades cuyo cultivo está prácticamente abandonado debido al bajo rendimiento y/o, sobre todo, a la susceptibilidad a patógenos, se crearon híbridos F1 y líneas de introgresión que conservaran al máximo las características de calidad de las variedades tradicionales pero que además hubieran introducido rasgos (genes) que mejoraran el rendimiento y la resistencia a enfermedades.

El consorcio de Traditom está coordinado por el Prof. Antonio Granell, quien trabaja para del Consejo Superior de Investigaciones Científicas de España (CSIC), y se encuentra conformado por un equipo multinacional de 16 instituciones localizadas en Alemania, Grecia, España, Francia, Israel, Italia, Países Bajos y Reino Unido. Como les dije anteriormente es un gran trabajo, por eso, estas instituciones tienen diferentes tareas a realizar de acuerdo con sus líneas de investigación. Por ejemplo el Prof. Antonio Granell trabaja en el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), el cual se encuentra ubicado dentro de la Universidad Politécnica de Valencia y una de sus líneas de investigación es la metabolómica. Específicamente, los metabolitos volátiles, siendo el análisis de metabolitos volátiles de las variedades de Traditom la tarea asignada al instituto donde él trabaja. Y es justo en esta tarea del proyecto en la que participo. Mi trabajo consiste en separar y analizar los metabolitos volátiles de las variedades TRADITOM, evaluar y comparar el perfil de volátiles de cada variedad y correlacionarlos con su genoma.

La metabolómica estudia y analiza el metaboloma, es decir, el conjunto de metabolitos que un ser vivo produce bajo el control de su genoma en un determinado momento. El análisis del metaboloma permite estudiar los metabolitos implicados en complejo, ruta, célula, tejido, órgano u organismo, bajo diferentes condiciones que permiten revelar su participación en algún proceso biológico específico.

Ahora, se preguntará: ¿por qué para Traditom es importante la metabolómica y el estudio de los metabolitos volátiles? Es importante porque en la fruta madura se encuentra una gran variedad de compuestos volátiles, y existen diferencias entre sus niveles de abundancia de acuerdo con cada variedad. Los compuestos volátiles son importantes porque son los responsables del aroma, la intensidad, la calidad del olor y tienen una contribución muy importante en el sabor del fruto. Debido a esta importancia es esencial identificar la base genética para la producción de volátiles, lo que permitiría una mejora en la calidad de las propiedades organolépticas de los tomates comerciales, ya que como se dijo anteriormente los consumidores se encuentran insatisfechos con el sabor actual del tomate comercial. Sucede que durante algún momento del proceso de cultivo moderno el aroma de los tomates tradicionales se perdió y el objetivo principal de Traditom es recuperarlo. Cabe aclarar que existen casos donde buena parte de la pérdida de la calidad organoléptica se produce después de la cosecha en el acondicionamiento de la fruta, por ejemplo debido al almacenamiento de los frutos a baja temperatura para prolongar su vida comercial. En estudios realizados anteriormente se ha observado una variación en los niveles de volátiles. Esta variación se ha encontrados en herencias, parientes silvestres, poblaciones reproductoras y en diferentes híbridos comerciales. Es esta variación la que permitiría la mejora del aroma (y el sabor) de las variedades comerciales.

Traditom equipo

Equipo científico de Traditom

El sabor está determinado por la interacción de las sustancias volátiles del aroma, los azúcares y los ácidos orgánicos. Por lo que, el sabor y la percepción de este por los consumidores muestran variación cuantitativa que se está controlada genéticamente. El análisis del control genético de las sustancias volátiles y el aroma en el tomate se puede llevar a cabo mediante un mapeo intraespecífico de una población de tomate, lo que permite identificar algunos QTLs (caracteres que varían de forma cuantitativa) principales para un número de compuestos volátiles de frutos.

Los compuestos volátiles son metabolitos secundarios o especializados que, una vez sintetizados, pueden sufrir diferentes modificaciones, ya sea reversibles o irreversibles; por ejemplo, para producir un compuesto volátil diferente o un conjugado no volátil. El estudio de estos compuestos en el fruto se lleva a cabo habitualmente mediante la cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas. Y en esto consiste mi trabajo, en extraer e identificar los volátiles de cada variedad de tomate utilizando esta técnica analítica.

La cromatografía de gases consiste en volatilizar la muestra e introducirla en una columna capilar, de la cual cada compuesto va saliendo de forma secuencial arrastrada por el flujo de un gas inerte. Finalizada la separación cromatográfica, cada compuesto entra en el espectrómetro de masas, donde se ioniza y, una vez ionizadas, las moléculas se aceleran y se conducen hacia el sistema colector mediante campos electromagnéticos. La velocidad alcanzada por cada ión será dependiente de su masa. La detección consecutiva de los iones formados a partir de las moléculas de la muestra, suponiendo que se trate de una sustancia pura, produce el espectro de masas de la sustancia, que es característico para cada compuesto químico y que constituye una identificación prácticamente inequívoca del compuesto analizado.

Al final se tienen dos informaciones, una obtenida por parte del cromatógrafo de gases y otra por parte del espectrómetro de masas. La separación cromatográfica permite separar los distintos metabolitos presentes en la muestra y determinar su tiempo de retención, y con el espectro de masas se puede identificar y cuantificar cada compuesto. Es justo en esta etapa del trabajo en la que me encuentro.

Aunque después de la obtención del perfil de metabolitos y la identificación de cada uno de ellos, el trabajo continúa ya que se realizarán las respectivas comparaciones para analizar los cambios de los perfiles de metabolitos. Y también se realizarán la búsqueda de QTLs asociados a los cambios en el perfil de volátiles.