Identificación de genes candidatos del genoma del cacao asociados a caracteres morfológicos de importancia agronómica

Abstract

El cacao, proveniente de la semilla del árbol tropical cacaotero de naturaleza diploide, es ampliamente valorado por su uso en la comercialización y producción del chocolate, convirtiéndose en un insumo agrícola de gran importancia económica a nivel mundial. En Cuba, se llevó a cabo un estudio integral para la caracterización morfológica del cacao tradicional cubano, lo que permitió la identificación de genes candidatos relacionados con caracteres morfológicos relevantes en la agricultura. La investigación se basó en la integración de herramientas bioinformáticas para el procesamiento de datos, que incluyó la secuenciación ddRADseq, el control de calidad y la anotación de genes. Se identificaron 249 genes candidatos, destacando una porción significativa del genoma formada por elementos transponibles y los transportadores de iones metálicos, específicamente de zinc, como fundamentales para el crecimiento saludable de la planta para su desarrollo metabólico y estructural. También se descubrieron genes codificados por proteínas ricas en leucina del sitio de unión a nucleótidos en respuesta a la Phytophthora, un hongo que afecta al cacao. Además, se evaluaron los genes relacionados con los flavonoides y la glucosilación, que tienen un gran potencial en las industrias de procesamiento de alimentos y en el mejoramiento de la calidad del producto. Finalmente, se estableció una relación entre las variables agromorfológicas y la variabilidad genética y morfoagronómica, lo que demuestra la importancia de la investigación para el desarrollo de la producción agrícola.

Cocoa, from the seed of the diploid tropical cocoa tree, is widely valued for its use in the marketing and production of chocolate, becoming an agricultural input of great economic importance worldwide. In Cuba, a comprehensive study was carried out for the morphological characterization of traditional Cuban cacao, which allowed the identification of candidate genes related to relevant morphological characters in agriculture. The research was based on the integration of bioinformatics tools for data processing, which included ddRADseq sequencing, quality control, and gene annotation. 249 candidate genes were identified, highlighting a significant portion of the genome made up of transposable elements and metal ion transporters, specifically zinc, as essential for healthy plant growth for its metabolic and structural development. Genes encoding leucine-rich nucleotide binding site proteins were also discovered in response to Phytophthora, a fungus that affects cocoa. In addition, genes related to flavonoids and glycosylation, which have great potential in food processing industries and in improving product quality, were evaluated. Finally, a relationship was established between the agromorphological variables and the genetic and morphoagronomic variability, which demonstrates the importance of research for the development of agricultural production.