Es probable que la industria del té, y especialmente el cultivo de Camellia sinensis, se beneficien de investigaciones innovadoras que identifiquen un regulador genético clave del tamaño de los cogollos. Los cogollos más grandes son cruciales no sólo para aumentar la masa de las hojas, sino también para cumplir con las proporciones específicas de brotes y hojas requeridas para los diferentes métodos de procesamiento del té. Sin embargo, la falta de comprensión de los factores genéticos que influyen en el tamaño de los cogollos ha creado grandes desafíos para los obtentores que buscan mejorar tanto el rendimiento como la calidad.
Estudios recientes sugieren que el desarrollo de los brotes está fuertemente regulado por redes de factores de transcripción, incluidas las vías reguladoras de KNOX. A pesar de este conocimiento, las funciones específicas de estas vías en las plantas de té aún no se han investigado a fondo. A la luz de esto, investigadores del Instituto de Investigación del Té de la Academia China de Ciencias Agrícolas llevaron a cabo un estudio integral utilizando fenotipado digital, estudios de asociación de todo el genoma (GWAS) y transcriptómica comparativa para profundizar en la genética del tamaño de las yemas del té.
La investigación se centró en 280 futuros de té diferentes, lo que llevó a la identificación de CsKNOX6, un gen KNOX de clase I, como un regulador negativo clave del tamaño de los cogollos. Sorprendentemente, descubrieron que la sobreexpresión de CsKNOX6 en Arabidopsis thaliana daba como resultado una reducción significativa del área foliar, lo que confirma su papel en la limitación del crecimiento de los órganos.
Utilizando fenotipado basado en imágenes, el equipo cuantificó con precisión múltiples rasgos de yemas, incluidos largo, ancho, circunferencia y área, en toda la diversa colección de germoplasma. Los hallazgos revelaron una variación continua en estos rasgos, caracterizados por una alta heredabilidad, indicativo de un control genético robusto. El análisis comparativo del transcriptoma que comparó los rasgos de tamaño extremo de las yemas reveló cuatro factores de transcripción KNOX de Clase I candidatos que mostraron niveles de expresión significativamente mayores en variedades de yemas pequeñas. En particular, CsKNOX6 surgió como el candidato más prometedor al mapear asociaciones de todo el genoma, ubicadas en el cromosoma 10 y que exhiben características adecuadas para la regulación transcripcional.
La validación de la función de CsKNOX6 se logró mediante experimentos adicionales en Arabidopsis thaliana, donde las plantas transgénicas con CsKNOX6 sobreexpresado mostraron un desarrollo anormal de los brotes y redujeron significativamente el tamaño de las hojas, hasta solo el 13% del tamaño de las hojas de tipo salvaje. Esta importante evidencia subraya el papel del gen como regulador negativo tanto del tamaño de las yemas como de las hojas.
Como enfatizan los investigadores, el tamaño de los cogollos es un rasgo crucial para la productividad agronómica y la calidad del mercado dentro de la industria del té. La identificación de CsKNOX6 proporciona una opción genética específica para la cría selectiva, incluidas mejoras en los métodos de mejora asistidos por marcadores. Sin embargo, los investigadores señalaron que es necesaria una mayor validación mediante edición genética o técnicas transgénicas, específicamente en plantas de té, dada la complejidad de trabajar con especies leñosas perennes.
La identificación de CsKNOX6 abre las puertas al cultivo de variedades de té con tamaños de cogollos personalizados y adaptados a diversos objetivos de producción, como tés de primera calidad seleccionados a mano o cosecha mecánica de alto rendimiento. La integración de este gen en programas de mejoramiento molecular mediante la selección de marcadores SNP o estrategias de edición de genes podría facilitar modificaciones precisas del desarrollo. Además, las estrategias de fenotipado digital utilizadas en este estudio proporcionan una base sólida para evaluar eficientemente los rasgos de los brotes en extensas colecciones de germoplasma.
Esta investigación representa un avance crucial en las estrategias de mejora genética, que podrían mejorar significativamente el rendimiento del té, la calidad del procesamiento y la viabilidad económica general en el cultivo de esta bebida amada a nivel mundial.
