La importancia de los parientes, el caso de la papaya silvestre (Carica papaya L.) como recurso genético

La papaya (Carica papaya L) posee tanto poblaciones silvestres como variedades domesticadas (Figura1). Se conoce que las poblaciones silvestres de esta especie poseen alta diversidad genética (Chávez-Pesqueira et al.,2014; Chávez-Pesqueira y Núñez-Farfán, 2016), así como, tolerancia a un mayor rango de condiciones ambientales, como la sequía, que las variedades comerciales (domesticadas) de papaya, al tener un mejor ajuste fisiológico (Estrella-Maldonado et al., 2021).

En México, las poblaciones silvestres de papaya se distribuyen en diferentes ambientes que abarcan condiciones de alta y baja humedad (Figura 2), lo que podría sugerir la existencia de individuos silvestres adaptados a las diferentes condiciones ambientales; esto resulta de gran interés, ya que se podrían identificar y seleccionar individuos para ser utilizados en programas de mejoramiento genético y conferir características de tolerancia a las variedades domesticadas de papaya (tolerancia a condiciones de sequía, por ejemplo). Sin embargo, para lograr identificar individuos silvestres con características útiles, es necesario realizar diferentes estudios que evalúen las características genéticas, fisiológicas, morfológicas, así como experimentos de jardín común o de trasplantes recíprocos (por mencionar algunos).

Dada la capacidad de la papaya silvestre para adaptarse a diferentes ambientes (Figura 3), se considera un recurso genético importante para las variedades domesticadas de la especie. La alta variabilidad genética contenida en las poblaciones silvestres es resultado de miles de años de evolución natural; lo cual contrasta con la menor variabilidad genética presente en las variedades domesticadas (Chávez-Pesqueira y Núñez-Farfán, 2017), debido a que ésta se ve afectada por el proceso evolutivo de domesticación, donde sólo se selecciona una fracción de la variabilidad genética de los individuos silvestres de los cuales se originaron las plantas domesticadas. Esta baja en la variabilidad genética puede ocasionar que las variedades domesticadas sean más susceptibles a cambios en su ambiente, como, por ejemplo, efectos del cambio climático o presencia de nuevas plagas y enfermedades, lo que puede amenazar la producción agrícola. Por lo tanto, la identificación e inclusión de individuos silvestres con características útiles en los programas de mejoramiento genético podría ayudar a incrementar la diversidad genética y capacidad de adaptación del cultivo para hacer frente a cambios ambientales, como el posible aumento de eventos de sequía previstos por el cambio climático global (Hajjar y Hodgkin, 2007; Dempewolf et al., 2017).

Desgraciadamente, muchas actividades antropogénicas, como la deforestación de las selvas y las actividades ganaderas y agrícolas, tienen un efecto negativo en el mantenimiento de las poblaciones de parientes silvestres. Se sabe que la reducción y el aislamiento de las poblaciones silvestres de papaya provoca pérdida de su variabilidad genética lo cual pone en riesgo su conservación a largo plazo (Chávez-Pesqueira et al., 2014). Por ello, en nuestro grupo de investigación estamos trabajando para generar información que ayude a mejorar las estrategias de conservación y manejo de este importante recurso genético, así como la identificación de individuos silvestres con características de interés (tolerancia a factores bióticos y abióticos) que puedan ser útiles en programas de fitomejoramiento de variedades que puedan hacer frente a los cambios ambientales que están por venir. 

Referencias

• Chávez-Pesqueira, M., Núñez-Farfán, J., 2017. Domestication and Genetics of Papaya: A Review. Front. Ecol. Evol. 5, 1–9. https://doi.org/10.3389/fevo.2017.00155
• Chávez-Pesqueira, M., Núñez-Farfán, J., 2016. Genetic diversity and structure of wild populations of Carica papaya in Northern Mesoamerica inferred by nuclear microsatellites and chloroplast markers. Ann. Bot. 118, 1293–1306. https://doi.org/10.1093/aob/mcw183
• Chávez-Pesqueira, M., Suárez-Montes, P., Castillo, G., Núñez-Farfán, J., 2014. Habitat fragmentation threatens wild populations of Carica papaya (Caricaceae) in a lowland rainforest. Am. J. Bot. 101, 1092–1101. https://doi.org/10.3732/ajb.1400051
• Dempewolf, H., Baute, G., Anderson, J., Kilian, B., Smith, C., Guarino, L., 2017. Past and future use of wild relatives in crop breeding. Crop Sci. 57, 1070–1082. https://doi.org/10.2135/cropsci2016.10.0885
• Estrella-Maldonado, H., Ramírez, A.G., Ortiz, G.F., Peraza-Echeverría, S., Martínez-De la Vega, O., Góngora-Castillo, E., Santamaría, J.M., 2021. Transcriptomic analysis reveals key transcription factors associated to drought tolerance in a wild papaya (Carica papaya) genotype. PLoS One 16, e0245855. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0245855
• Hajjar, R., Hodgkin, T., 2007. The use of wild relatives in crop improvement: A survey of developments over the last 20 years. https://doi.org/10.1007/s10681-007-9363-0
• Núñez-Farfán, J., Chávez-Pesqueira, M., Wegier, A., Casas, A., Álvares, V., 2017. Análisis Para La Determinación de Los Centros de Origen y Diversidad Genética de Carica Papaya (Caricaceae). Instituto de Ecología, Universidad Nacional Autónoma de México, Informe final, SNIB-CONABIO proyecto No. WQ003. Ciudad de México. Dentro del proyecto “Generación y recopilación genética”, financiado por la Dirección General del Sector Primario y Recursos , pp. 1–45.

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