La próxima vez que muerdas esa sandía perfecta, dulce y suculenta, es posible que desees apreciar que es un producto de millones de años de evolución en proceso.
De hecho, los sabores únicos y los atributos especiales de la familia de plantas que incluye calabazas, calabazas y sandías, pueden deberse a un evento antiguo.
Los deliciosos frutos de esta familia, conocidos como plantas Cucurbitaceae, son de considerable importancia biológica, económica y agrícola, con casi 1,000 especies y el cuarto cultivo comercial más rentable.
Recientemente, los científicos han hecho grandes avances en una mejor comprensión de los genomas secuenciados de pepino, sandía y melones.
Con estos proyectos finalizados, un equipo de investigación dirigido por Xiyin Wang, profesor de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Norte de China, realizó la primera gran exploración genómica comparativa de sus estructuras genómicas y evolución.
Después de reconstruir árboles evolutivos y extensas comparaciones de genes comunes entre las plantas de Cucurbitaceae, inesperadamente, el equipo de investigación encontró la primera evidencia de un antiguo evento de duplicación del genoma completo. Esta duplicación común de cucurbitáceas de los cromosomas tetraploidización ocurrió después de una planta con flores eudicot triplicado hexaploidía hace unos 107-118 millones de años Mya, que afectó a todas las Cucurbitaceae y plantas centrales de eudicot.
"Estos eventos repetidos de duplicación del genoma se proponen para responder a la rápida divergencia y el éxito de las semillas y las plantas con flores en este planeta", dijo Wang, el autor correspondiente del estudio. "Esto puede ser un factor clave de por qué las plantas albergan genomasque son mucho más complejos que los de los animales. En realidad, esto puede ser el resultado de la selección natural de que las plantas tienen que soportar factores ambientales severos en un nicho sin refugio. Por lo tanto, para adaptarse a un entorno cambiante, tienen que desarrollarse relativamenteinnovaciones funcionales rápidas dentro de sus genomas "
"Las poliploidizaciones como las que hemos mostrado en nuestro estudio a menudo producen miles de genes duplicados y numerosos reordenamientos cromosómicos, incluso el reparto de todo el genoma y las mutaciones de ADN subsiguientes, que brindan enormes oportunidades genómicas para satisfacer las innovaciones funcionales. Esto incluso responde'Abominable misterio' de Charles Darwin: el origen y la rápida divergencia de las plantas con flores en solo varios millones de años ".
Además, utilizando las uvas como un grupo atípico para su estudio comparativo que divergió anteriormente, también estimaron los principales tiempos de divergencia evolutiva. Estimaban que las plantas de cucurbitáceas se separaron de la uva ~ 121-145 Mya, la sandía se separó del pepino y el melón~ 25-29 Mya, y melón y pepino divididos ~ 14-16 Mya.
La identificación del evento de duplicación de cromosomas sirvió para sentar las bases para la expansión de familias de genes funcionales clave que le dan a cada uno sus rasgos únicos, particularmente para nuevas funciones genéticas, la regulación del metabolismo, el amargor y la resistencia a las enfermedades. En los genomas secuenciadosEn el análisis comparativo, se descubrió que los pepinos tienen la mayor cantidad de genes de resistencia 804, que variaron de 37 a 666 copias en diferentes familias. Estos eventos genómicos incluyen mecanismos tales como pérdida de genes, reordenamientos cromosómicos y divergencia funcional en esta importante familia botánica.
También pudieron medir la tasa de evolución entre las diferentes plantas de cucurbitáceas y descubrieron que los melones evolucionan más lentamente, con la sandía y el pepino más rápido en un 23.6% y 27.4%, respectivamente.
Su análisis estableció un estándar de oro, que contribuirá a descifrar genomas complejos recientemente secuenciados, especialmente de plantas.
La investigación del equipo también servirá para apoyar futuros estudios en la comunidad de investigación de Cucurbitaceae, por ejemplo, resistencia a enfermedades y plagas en el cultivo agrícola y más allá.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Biología Molecular y Evolución Oxford University Press . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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