Secuenciado un eslabón vegetal perdido

Por | mayo 11, 2013

Fotografía de Ray Ming y Robert VanBuren de la Universidad de Illinois
Los sistemas de secuenciación actuales están permitiendo el avance en el conocimiento de todos los organismos de interés científico. En esta ocasión, el blanco era una planta muy especial por su importancia evolutiva: el loto sagrado.

El loto sagrado (Nelumbo nucifera) es un símbolo de la pureza espiritual y la longevidad. Sus semillas pueden sobrevivir hasta 1.300 años, sus pétalos y hojas repelen la suciedad y el agua, y sus flores generan calor para atraer a los polinizadores.
Ahora, investigadores de la Universidad de Illinois han publicado en la revista Genome Biology el trabajo de secuenciación de su genoma y los resultados ofrecen información sobre algunos de sus misterios. La secuencia revela que de todas las plantas secuenciados hasta el momento el loto sagrado tiene el parecido más cercano al ancestro de todas las eudicotiledóneas, una categoría amplia de plantas con flores en la que se incluyen la manzana, la col, el cactus, la planta del café, el algodón, la uva, el melón, el álamo, la soja, la girasol, el tabaco y el tomate por ejemplo.

“El loto sagrado carece de una zona del genoma que se encuentra triplicada en la mayoría de los otros miembros de esta familia”, dijo la doctora Ray Ming del Instituto de Biología Genómica de la Universidad de Illinois, que dirigió el análisis con Jane Shen-Miller, profesor de biología de plantas de la Universidad de California en Los Angeles (que germinó una semilla de loto sagrado de 1.300 años de antigüedad), y Shaohua Li, director del Jardín Botánico de Wuhan en la Academia China de Ciencias.

Imagen del loto sagrado.La aparición de duplicaciones o más copias de ciertas zonas del genoma es muy importante desde el punto de vista evolutivo. Algunos de los genes duplicados (o con más copias) conservan su estructura y función original, por lo que producen más de un producto del gen, como una proteína, por ejemplo. Si estos cambios son beneficiosos, los genes persisten, si son perjudiciales, desaparecen del genoma.
Muchos cultivos agrícolas se benefician de las duplicaciones del genoma, incluyendo el banano, la papaya, la caña de azúcar, la fresa, la sandía y el trigo”, dijo Robert Van Buren, un estudiante graduado en el laboratorio y colaborador de Ming en el estudio.
El loto sagrado experimentó una duplicación independiente a sus “parientes cercanos” en la rama inicial de las eudicotiledóneas que ocurrió hace unos 65 millones de años, según los investigadores. Y se ha mantenido una gran proporción de esos genes duplicados (alrededor del 40 por ciento).
Los investigadores han encontrado evidencia de que se retuvieron la duplicación de genes relacionados con la formación de cera (que permite a la planta repeler el agua y mantenerse limpia) y que permita su supervivencia en ciertos hábitats, por ejemplo.

Al observar los cambios en la duplicación de genes, los investigadores encontraron que el loto tiene una tasa de mutación lenta en relación con otras plantas. Estas características hacen de la loto una planta de referencia ideal para aumentar el conocimiento de otras eudicototiledóneas.

Referencias: “Genome of the Long-Living Sacred Lotus (Nelumbo nucifera Gaertn.)


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