Arrastre por ligamiento – por qué un gen introducido trae consigo a sus vecinos

El arrastre por ligamiento (linkage drag) es el trozo de genoma ajeno que se queda pegado a un gen introducido mediante cruce y del que no hay forma de librarse. El nombre describe justo lo que ocurre: se incorpora el gen buscado, y este arrastra consigo a sus vecinos.

Por qué un gen no puede mudarse solo

Supón que una antigua landrace resiste a un hongo y quieres llevar esa propiedad a una variedad existente que ya tiene todo lo demás que buscas. Cruzas ambas, eliges entre la descendencia las plantas que portan la resistencia y las vuelves a cruzar con tu propia variedad. Y lo repites. En términos técnicos, esta incorporación de un carácter ajeno a una variedad existente se llama introgresión; en lenguaje coloquial, introducir por cruce.

Sobre el papel, la landrace se pierde deprisa: tras la primera ronda, de media tres cuartas partes del genoma vuelven a proceder de tu propia variedad, y tras la segunda, siete octavos. Pero eso solo vale para la media de todo el genoma.

La razón está en la forma en que se transmite el genoma. Los genes están alineados en los cromosomas, y al formarse las células reproductoras esos cromosomas no se mezclan gen a gen, sino que solo se cortan en unos pocos puntos y se vuelven a unir. Ese corte se llama recombinación. Por eso, un descendiente no hereda una colección de genes sueltos, sino tramos enteros de una pieza.

Ahí está la trampa. En cada ronda eliges las plantas que portan el gen buscado y, por fuerza, eliges también el tramo en el que se encuentra. Mientras el resto del genoma del donante se reduce a la mitad con cada cruce, justo el entorno inmediato del gen buscado se conserva. Solo encoge si, por azar, un punto de corte cae lo bastante cerca del gen, y esas plantas son raras.

Qué tamaño conserva el trozo arrastrado

En una simulación calculada en colza, ese trozo medía de media 15,9 millones de pares de bases tras el primer retrocruce y aún 5,4 millones tras el segundo. Como referencia: un juego cromosómico haploide del cannabis abarca unos 750 millones de pares de bases. En ese orden de magnitud, el trozo arrastrado equivale por tanto a alrededor del dos por ciento de un genoma completo, y precisamente en el lugar donde no se quería nada ajeno.

Más claro aún resulta más adelante en el programa. Tras tres retrocruces seguidos de una autopolinización (selfing), el 98 % de todo el genoma donante que aún quedaba procedía de ese único segmento. El resto de la landrace había desaparecido; su vecindario alrededor del gen buscado, no.

Por qué el lugar pesa más que el número de rondas

La recombinación no se da con la misma frecuencia en todas partes. Hay tramos en los que se corta a menudo y tramos en los que prácticamente nunca cae un punto de corte. Si el gen buscado está en una zona propensa al intercambio, el mismo segmento se reduce en la misma simulación a fracciones de una megabase, es decir, a un pequeño resto.

El caso mejor estudiado en el cannabis muestra lo extrema que puede ser la diferencia. El tramo donde se encuentra la CBDA sintasa está en una zona pobre en genes y en recombinación de unos 39 millones de pares de bases. Entre 99 descendientes estudiados no se produjo allí ni un solo evento de corte. Una zona así viaja como un bloque: lo que contiene llega entero o no llega.

Para la planificación, esto significa que antes de fijar el número de generaciones hay que aclarar dónde está el carácter deseado. Cinco rondas en un lugar desfavorable dan menos que dos en uno favorable.

Qué se puede hacer contra ello

El recurso habitual son marcadores a izquierda y derecha del gen buscado. No solo compruebas si una planta porta el gen buscado, sino también si los dos puntos vecinos ya vuelven a proceder de tu propia variedad. Si se cumplen ambas cosas, en esa planta el corte se ha producido cerca del objetivo. Esas plantas son raras, pero entre unos cientos de descendientes se encuentran.

Eso reduce el segmento, no lo elimina. Donde no hay recombinación alguna, ni el mejor marcador sirve: allí la planta que busca sencillamente no existe.

Fuentes