Los científicos han descubierto los genes que parecen determinar la forma de frutas y verduras. ¿Podríamos algún día ver un cuadrado como en esta ilustración? Jason Koch / HowStuffWorks

Pasee por el pasillo de productos agrícolas en su supermercado local y encontrará una deslumbrante variedad de tomates, desde la cereza hasta la uva, pasando por los filetes de ternera masivos y las reliquias retorcidas en forma de pera. Lo mismo con la calabaza, patatas, pepinos y verduras de hoja verde. Esta generosidad de diversos colores, formas y tamaños no es el resultado de la selección natural, sino más bien selección humana.

Durante milenios agricultores y fitomejoradores han detectado mutaciones útiles en frutas y verduras:frutas más sabrosas, mejores rendimientos, formas novedosas - y preservaron esos rasgos a través de técnicas de reproducción convencionales. El proceso es lento pero si cruzas diferentes cepas suficientes veces, eventualmente, puede crear algo lo suficientemente nuevo y comercializable como para llamarlo su propia variedad.

Ese proceso de reproducción convencional lento y constante está a punto de recibir un gran impulso gracias a los avances en el mapeo genético. Con un genoma de tomate o pepino en la mano, Los criadores de plantas no tienen que esperar meses para que una planta de tomate dé frutos para saber si los tomates tendrán forma de pera o redondos. En lugar de, pueden buscar marcadores reveladores en el ADN de una plántula que codifiquen la forma específica de la fruta, tamaño y color. Esta técnica de "selección asistida por marcadores" promete cortar años del proceso tradicional de fitomejoramiento.

Esther van der Knaap está a la vanguardia de la investigación genética sobre exactamente cómo el ADN de una planta instruye a su fruto para que crezca largo y delgado como un pepino de invernadero o redondo y agachado como un tomate bistec. En su laboratorio de la Universidad de Georgia, Los postdoctorados y los estudiantes de pregrado cortan los tomates por la mitad y los colocan en un escáner de superficie plana para medir las formas y tamaños precisos producidos por diferentes combinaciones genéticas.

En un artículo publicado el 9 de noviembre, 2018 en la revista Nature Communications, van der Knaap anunció el descubrimiento de dos familias de genes que parecen desempeñar un papel clave en la producción de frutas y verduras redondas o largas. Las frutas y verduras son técnicamente los órganos comestibles de una planta, y esos órganos crecen y se desarrollan a través de la división celular.

"Para hacer una determinada forma, como una forma larga o redonda, necesitas tener ciertos patrones de división celular, "explica van der Knaap." O las células se dividen horizontalmente o se dividen verticalmente ".

Eso tiene sentido. Cuanto más se dividen horizontalmente las células de un órgano dividiéndose por la mitad, cuanto más acumulen tejido horizontalmente, creando un gordo, fruta más redonda.

Lo que van der Knaap y sus colegas descubrieron en el genoma del tomate es un gen específico llamado OVATE que parece ser responsable de crear proteínas que le dicen a las células que se dividan en un patrón vertical. Cuando más células se dividen de lado a lado, el patrón de crecimiento produce un fruto alargado. OVATE es la diferencia entre un tomate cherry perfectamente redondo y un tomate en forma de pera.

Tomates silvestres, como las variedades nativas que se encuentran en el Perú, Ecuador y México, son invariablemente pequeños y redondos, dice van der Knaap, lo que significa que los tomates en forma de pera y otros tomates alargados son mutaciones que aparecieron más tarde. Ya en la década de 1930, biólogos de plantas llamaron la mutación de elongación OVATE, pero no tenía ni idea del mecanismo genético real detrás de él.

Ahora que van der Knaap ha identificado la proteína OVATE, así como otra familia de proteínas llamadas TRM que interactúan con OVATE, proporciona otra herramienta para los fitomejoradores que utilizan la selección asistida por marcadores. Si los marcadores OVATE y TRM están presentes, puede estar seguro de que la fruta se alargará. Si falta uno u otro, vuelve a redondear. Van der Knaap dice que esto acelerará el proceso de mejoramiento y permitirá que los productores se concentren en rasgos más complicados como el rendimiento y la resistencia a las plagas que no se relacionan tan fácilmente con uno o dos genes.

Entonces ahora la pregunta es, ¿Estos avances en genética vegetal significan que su pasillo de productos pronto incluirá tomates cuadrados o calabazas en forma de pirámide? No es probable, dice van der Knaap, pero no porque sea técnicamente imposible. Ella dice que hay toneladas de mutaciones extrañas en el genoma del tomate que dan como resultado frutas de aspecto loco. Y dado que esas mutaciones ocurren naturalmente, podrían aislarse y replicarse en el laboratorio.

Pero el problema con los tomates cuadrados y otras frutas con formas raras es doble, dice van der Knaap. Primero, ahí está el problema de los transgénicos. Si los fitomejoradores usan la edición de genes para modificar o reemplazar directamente genes en plantas alimenticias, entonces esas cepas se consideran OGM, y la gente se asusta con los transgénicos en sus alimentos.

Segundo, las formas nuevas de frutas y verduras simplemente pueden tener un sabor desagradable.

"Algunas mutaciones son tan extrañas que ningún cultivador las cultivaría, porque tienen muchos otros problemas, ", dice van der Knaap." Solo tienen unas pocas frutas por planta o tienen un sabor terrible, porque cuando cultivas una fruta en una forma realmente extraña, arruinas el equilibrio hormonal. Puede que no sea muy jugoso y sabroso ".

Si realmente quieres cultivar un tomate cuadrado, dice van der Knaap, simplemente pon una caja alrededor como hacen los japoneses con esas locas sandías cuadradas. "Eso sería un tomate de alta gama, ", dice el investigador." No sé si quisiera pagar por eso ".

Ahora eso es genial

La gente de Grow Your Heirlooms publicó instrucciones y un video sobre cómo cultivar un tomate cuadrado usando cajas de plástico hechas a mano.