Para alguns, abóboras evocam decorações esculpidas de Halloween, mas para muitas pessoas ao redor do mundo, essas cabaças fornecem nutrição. Cientistas do Instituto Boyce Thompson (BTI) e do Centro Nacional de Pesquisa de Engenharia para Vegetais em Pequim sequenciaram os genomas de duas espécies importantes de abóbora, Cucurbita maxima e Cucurbita moschata.

Os genomas concluídos aparecem na edição de outubro da Planta Molecular , que destaca o trabalho em sua capa.

"As abóboras são usadas como alimento básico em muitos países em desenvolvimento e são cultivadas em todo o mundo para seus usos culinários e ornamentais, "disse Zhangjun Fei, professor associado da BTI, Cornell, professor associado adjunto de fitopatologia e autor sênior do artigo. Mais de dois terços das abóboras do mundo, abóboras e cabaças são produzidas somente na Ásia.

Os pesquisadores sequenciaram as duas espécies diferentes de abóbora para entender melhor seus traços desejáveis ​​contrastantes:Cucurbita moschata é conhecida por sua resistência a doenças e outros estresses, como temperaturas extremas, enquanto C. maxima é mais conhecida por sua qualidade de fruta e nutrição.

Adicionalmente, o híbrido dessas duas espécies, chamado 'Shintosa' tem uma tolerância ainda maior ao estresse do que C. moschata, e é frequentemente usado como porta-enxerto para outras culturas de cucurbitáceas, como melancia, pepino, e melão. Os produtores irão cortar a muda de abóbora de suas raízes, e fundir as hastes de outras cucurbitáceas nele, dando-lhes força, raízes resistentes para crescer.

Uma vez decifrado, as sequências do genoma são um recurso importante para futuras pesquisas científicas e melhoramento das culturas de Cucurbita. Ao analisar os genomas, os pesquisadores serão capazes de identificar muitos genes associados às características desejáveis ​​da abóbora, e compreender melhor a genética por trás dos fenótipos extremos do híbrido 'Shintosa'.

"As sequências do genoma da abóbora de alta qualidade levarão a uma dissecção mais eficiente da genética subjacente a importantes características agronômicas, acelerando assim o processo de criação para o melhoramento da abóbora, "disse Fei.

No mundo da cucúrbita, isso significa uma reprodução mais rápida para resistência a doenças como a murcha de fusário ou o oídio - aquela película branca que muitos jardineiros podem encontrar matando suas folhas de abóbora, ou aumentar a produção de carotenóides - os pigmentos laranja associados à saúde ocular, entre outros benefícios.

Embora o objetivo final do sequenciamento do genoma seja ser capaz de ligar genes específicos às características que eles controlam, os resultados do sequenciamento da abóbora também revelaram uma história evolutiva interessante para as espécies de Cucurbita.

Cucurbitas têm grandes genomas com 20 pares de cromossomos, em comparação com o 11 da melancia ou o 7 do pepino. Essa foi a primeira pista de que o genoma da abóbora havia se expandido há muito tempo. Ao comparar as sequências do genoma da Curcurbita com as de outras cucurbitáceas, os pesquisadores descobriram que o genoma da abóbora é na verdade uma combinação de dois genomas antigos, tornando-o um paleotetraplóide.

Embora a abóbora seja considerada diplóide hoje, o que significa que tem apenas duas cópias de cada cromossomo, a análise da sequência do genoma revelou que, entre 3-20 milhões de anos atrás, duas espécies ancestrais diferentes combinaram seus genomas para criar um alotetraplóide - uma nova espécie com quatro (tetra-) cópias de cada cromossomo, de duas espécies (allo-) diferentes.

Normalmente, após a formação de um alotetraplóide, o genoma sofrerá redução do tamanho e perda de genes, eventualmente, transformando a nova espécie de volta em uma espécie diplóide. As vezes, um dos genomas contribuintes dominará sobre os outros para reter mais genes, um fenômeno observado no milho e no algodão.

Interessantemente, para as abóboras, não era esse o caso. A antiga Cucurbita alotetraploide perdeu seus genes duplicados aleatoriamente de ambos os diplóides contribuintes. Além disso, o cromossomo ancestral permaneceu praticamente intacto, deixando a abóbora moderna com dois subgenomas que representam as espécies antigas que contribuíram para o paleotetraplóide.

"Ficamos entusiasmados ao descobrir que os dois subgênomos atuais da abóbora mantêm em grande parte as estruturas cromossômicas dos dois progenitores, apesar de compartilharem o mesmo núcleo por pelo menos três milhões de anos, "disse Shan Wu, primeiro autor do artigo e pós-doutorado em BTI.

Na próxima vez que você cortar uma abóbora, pare um momento para pensar sobre o curioso caminho evolutivo que levou para chegar aqui, e como criadores, agora armado com a sequência do genoma, será mais capaz de melhorar a abóbora para ajudar a alimentar milhões em todo o mundo.