Cuando muchas personas piensan en la sandía, suelen pensar en Citrullus lanatus; sandía cultivada con fruta roja dulce y jugosa que se disfruta en todo el mundo como postre. Pero hay otras seis especies silvestres de sandía, todas las que tienen frutos pálidos, duros y amargos.

Los investigadores ahora han analizado exhaustivamente los genomas de las siete especies. Luego crearon un recurso que podría ayudar a los fitomejoradores a encontrar genes de sandías silvestres con características mejoradas. 

La introducción de estos genes en la sandía cultivada podría producir sandías dulces de alta calidad. Potencialmente, podrían crecer en climas más diversos, lo que será especialmente importante a medida que el cambio climático desafíe cada vez más a los agricultores.

Zhangjun Fei, integrante de la facultad del Instituto Boyce Thompson y co-líder de la iniciativa internacional, señaló que "a medida que los humanos domesticaron la sandía en los últimos 4.000 años, seleccionaron frutas que eran rojas, dulces y menos amargas".

"Desafortunadamente, a medida que la gente hacía las sandías más dulces y rojas, la fruta perdió algunas habilidades para resistir enfermedades y otros tipos de estrés", explicó Fei, quien también es profesor adjunto en la Facultad de Ciencias Integrales de las Plantas de la Universidad de Cornell.

Versión mejorada de un genoma de referencia para sandías

Los investigadores realizaron estas reflexiones utilizando un proceso de dos pasos. Primero, crearon una versión mejorada de un "genoma de referencia". Esto es utilizado por los científicos y fitomejoradores de plantas para encontrar versiones nuevas e interesantes de genes de sus especímenes.

Fei codirigió la creación del primer genoma de referencia de sandía utilizando una variedad cultivada de Asia Oriental; lo que se publicó en 2013, indicó Science Daily.

"Ese primer genoma de referencia se hizo usando tecnologías de secuenciación de lectura corta más antiguas", indicó Fei. "Utilizando las actuales tecnologías de secuenciación de lectura larga, pudimos crear un genoma de calidad mucho más alta que será una referencia mucho mejor para la industria de la sandía".

Luego, el grupo secuenció los genomas de 414 sandías diferentes que representan las siete especies. Al comparar estos genomas tanto con el nuevo genoma de referencia como entre sí, los investigadores pudieron determinar la relación evolutiva de las diferentes especies de sandía.

"Un descubrimiento importante de nuestro análisis es que una especie silvestre que se usa ampliamente en los programas de reproducción actuales, C. amarus, es una especie hermana y no un ancestro como se creía ampliamente", remarcó Fei.

Amplia diversidad genética entre las especies silvestres

Los investigadores descubrieron que la sandía cultivada se domesticó eliminando la amargura y aumentando la dulzura, el tamaño de la fruta y el color de la carne. Las variedades modernas se han mejorado aún más en los últimos cientos de años al aumentar la dulzura, el sabor y la textura crujiente.

Los investigadores también descubrieron regiones del genoma de la sandía que podrían extraerse para continuar mejorando la calidad de la fruta, por ejemplo, haciéndolas más grandes, dulces y crujientes.

En los últimos 20 a 30 años, los fitomejoradores han cruzado la sandía cultivada con otras especies para hacer que la sandía del postre sea más resistente a las plagas de nematodos, la sequía y enfermedades como el marchitamiento por Fusarium y el mildiu polvoriento.

Este tipo de mejoras con parientes silvestres es lo que entusiasma a Amnon Levi; genetista de investigación y criador de sandías en el Servicio de Investigación Agrícola del USDA en Charleston, Carolina del Sur.

"La sandía dulce tiene una base genética muy estrecha", señaló Levi. "Pero existe una gran diversidad genética entre las especies silvestres, lo que les da un gran potencial para contener genes que les brinden tolerancia a las plagas y el estrés ambiental".

Levi espera encontrar genes salvajes que puedan mejorar la sandía del postre, especialmente para la resistencia a las enfermedades.

"La sandía es susceptible a muchas enfermedades y plagas tropicales, cuyos rangos continuarán expandiéndose junto con el cambio climático", destacó Levi. "Queremos ver si podemos recuperar algunos de estos genes de resistencia a enfermedades salvajes que se perdieron durante la domesticación".