Hay unas 120 especies de vainilla en todo el mundo, de las cuales una veintena producen frutos con propiedades aromáticas. Actualmente, casi el 98% de la vainilla que se vende en el mundo proviene de una sola especie, Vanilla planifolia. Vainilla tahitensis, la vainilla de Tahití, constituye el 2% restante.

La limitada variabilidad genética de la vainilla cultivada hace que el sector sea particularmente vulnerable a los riesgos climáticos y sanitarios. Al publicar la secuencia del 83% del genoma de Vanilla planifolia, un consorcio de investigación coordinado por CIRAD Réunion ha allanado el camino para que la creación de nuevas variedades sea más rápida y dirigida.

La secuencia de prácticamente todo el genoma de Vanilla planifolia, la especie que proporciona uno de los aromatizantes más consumidos en el mundo, ya está disponible para el público y los investigadores. Este descubrimiento es el resultado de cuatro años de investigación de un consorcio francés compuesto por dos empresas privadas, Eurovanille y V. MANE FILS, y seis organizaciones públicas de investigación: CIRAD, la Universidad de La Reunión, INRAE, CNRS, Universidad Paris-Saclay y Etablissement Vainilla de Tahití.

Esta vasta operación de secuenciación comenzó en 2017 y sirvió para compilar un catálogo de más de 59.000 genes de las especies de vainilla más cultivadas del mundo. Quentin Piet, estudiante de doctorado en genética del CIRAD y de la Universidad de La Reunión y autor principal del estudio, señala que: “Hasta ahora, solo se había secuenciado un tercio del genoma de Vanilla planifolia. Nuestro trabajo sirvió para cubrir el 83% del genoma y determinar la estructura de los genes con mucho más detalle. Por ejemplo, ahora sabemos que la vainilla tiene dieciséis pares de cromosomas, mientras que estudios anteriores habían dudado entre catorce y dieciséis”.

El genoma de la vainilla ha heredado una característica genética muy específica de las plantas de la familia de las orquídeas: la endorreduplicación parcial, lo que dificulta su secuenciación. “Las células de los seres vivos suelen tener núcleos que contienen varias copias de su ADN genómico”, explica Quentin Piet. “En la mayoría de los seres que presentan el fenómeno, la replicación del ADN es total. Sin embargo, en la vainilla, solo una parte del genoma se replica en el núcleo, hasta 64 veces, mientras que el resto permanece como está. ¡En Vanilla planifolia, la parte no replicada representa el 72% de su ADN! Por lo tanto, esa parte del genoma se encuentra en gran parte en minoría dentro del genoma, y es difícil acceder a ella con herramientas de secuenciación”.

Para superar esa dificultad, al menos en parte, los científicos utilizaron tejidos ricos en núcleos cuyo ADN no se replicó significativamente: en otras palabras, nódulos de plantas de vainilla. Las plantas utilizadas fueron propagadas in vitro y procedían de la colección de vainilla del Centro de Recursos Biológicos Vatel (BRC) del CIRAD.

Esta colección única se creó en 2004 y contiene más de 500 variedades de vainilla (500 accesiones) y 250 especímenes de una treintena de especies de vainilla representativas de América Central y Latinoamérica, África y Asia. Para Carine Charron, genetista del CIRAD, coautora del estudio y administradora de la colección, tiene dos objetivos: “Participar en la conservación de esa biodiversidad, y también poder aprender algo de ella, ya sea para fines científicos o para ponerla a disposición de los productores”.

Para ello, los resultados de la operación de secuenciación se han hecho públicos y están disponibles a través de la plataforma online Vanilla Genome Hub (https://vanilla-genome-hub.cirad.fr/).

¿HACIA NUEVAS VARIEDADES DE VAINILLA?

Una mejor comprensión del genoma es vital para la mejora varietal de un cultivo cuya diversidad es actualmente muy limitada, en particular a través de la identificación de genes que podrían beneficiar al sector, por ejemplo, los que codifican la síntesis de vainillina, un componente principal del sabor de la vainilla, o para la resistencia a enfermedades.

“Criar una nueva variedad de vainilla a partir de semillas lleva entre siete y ocho años por generación”, dice Michel Grisoni, investigador del CIRAD y coautor del estudio. “Estamos hablando de un proceso a largo plazo antes de poder ofrecer nuevas variedades a los productores. Para ahorrar tiempo, debemos elegir padres con los genes correctos y criar rápidamente las progenies más prometedoras. Por eso es vital conocer el genoma de adentro hacia afuera”.

En particular, el CIRAD y sus socios están trabajando para desarrollar una variedad de vainilla con mayor resistencia a la pudrición del tallo, una enfermedad mundial causada por un hongo del suelo que puede matar hasta el 67% de las plantas de una plantación.

“Poder utilizar el progreso científico logrado en esta investigación para desarrollar variedades de vainilla más vigorosas, resistentes y productivas realmente beneficiaría a nuestra industria, ya que podría tener un impacto significativo en la calidad y el precio de las vainas producidas”, afirman Laurent Bourgois (Eurovanille) y Joseph Zucca (V. MANE FILS).