Desde el principio de los tiempos ha habido cambios en el medioambiente, y todos los seres del planeta se han ido adaptando a ellos para sobrevivir. Estas modificaciones se ven reflejadas en el genoma y explican el por qué un mismo árbol en zonas de climas distintos puede cambiar y dar frutos distintos, por ejemplo, en su sabor o tamaño.
Al mismo tiempo, el cambio climático ha hecho que muchos cultivos sean menos productivos, lo que pone de manifiesto la urgente necesidad de hacerlos más resistentes a los factores de estrés climático. Muchos estudios han identificado los genes que permiten al arroz, la soja y otros cultivos alimentarios adaptarse a sus entornos locales. Pero pocos estudios se han centrado en los principales cultivos frutales, como el melocotón domesticado (Prunus persica), que tiene una producción mundial anual de 24,5 millones de toneladas. Así mismo, Prunus L. (Rosaceae) consta de más de 200 especies que incluyen cultivos frutales de importancia económica, como el melocotón (Prunus persica), la almendra (P. dulcis), la ciruela (P. salicina), el albaricoque (P. armeniaca), el Mei (P. mume) y la cereza dulce (P. avium).
En un reciénte trabajo, un equipo de investigación dirigido por el Instituto Boyce Thompson (BTI) ha identificado genes que podrían permitir que los melocotoneros y sus parientes silvestres toleren condiciones estresantes y se adapten al cambio climático. El equipo de investigación examinó los genomas de 263 parientes silvestres y variedades locales de melocotón de siete regiones de China, cada una con particularidades medioambientales diferentes: sequía, fuerte exposición a los rayos UVB, mucho frío… A continuación, el equipo llevó a cabo estudios de asociación ambiental en todo el genoma de las muestras, e identificó más de 2.700 puntos en el genoma que están vinculados a 51 factores ambientales que afectan a los climas locales de esas regiones. Por ejemplo, los melocotones de una región con temperaturas invernales extremadamente bajas presentaban una variación genética en la proteína de fosfotransferencia de histidina AHP5, lo que sugiere que la variante daba al melocotonero la capacidad de resistir el frío. El equipo confirmó esta idea demostrando que los niveles de la proteína aumentaban cuando las plantas eran sometidas a bajas temperaturas. Por otro lado, las plantas de una región muy árida albergaban variantes en múltiples genes de la vía de biosíntesis del ácido abscísico (ABA) que regula las respuestas al estrés por sequía, y en 12 genes de las vías que regulan el metabolismo del almidón y el azúcar. Otros experimentos demostraron que, en respuesta al estrés por sequía, el ABA inducía niveles más altos de una enzima productora de sacarosa, explicando así por qué los frutos de los melocotoneros de esta región tienen sistemáticamente un mayor contenido de azúcar que los de regiones menos áridas. En los melocotoneros de la meseta tibetana, además, el equipo identificó una variante en la chalcona sintasa 2 asociada a la tolerancia a la intensa radiación UV-B de esa región de gran altitud. La variante aumentaba la producción del flavonoide antocianina de color púrpura en los nuevos brotes de la planta, protegiéndolos del daño de la radiación UV-B.
Además, un análisis comparativo de los genomas de Prunus indicó una notable expansión de los retrotransposones SINE en los genomas de las especies tibetanas. Los autores identificaron 62 SINEs específicos del melocotón tibetano que se colocalizaron con metabolitos acumulados de forma diferencial en el melocotón tibetano frente al cultivado. Todos estos datos genómicos y metabólicos de las poblaciones de Prunus nativas de la región del Himalaya indican que la expansión de los retrotransposones SINE ayudó a las especies de Prunus tibetanas a adaptarse al duro entorno de la meseta del Himalaya promoviendo la acumulación de metabolitos beneficiosos.
Finalmente, la información genética proporcionada por estos estudios podría ayudar a criar melocotoneros que crezcan en entornos muy diferentes y duros, ampliando el área de distribución geográfica del melocotón a nuevas regiones. De esta manera se estaría aumentando el cultivo de este árbol, mejorando no solamente su producción, sino que también incrementando las posibilidades de cultivo en otras zonas que hasta ahora no eran favorables, reforzando la economía y los mercados locales.