Aunque se encuentra en todo el mundo, es fácil pasar por alto la hepática común: la planta puede caber en la palma de la mano y parece estar compuesta de hojas planas y superpuestas. A pesar de su aspecto poco atractivo, estas plantas sin raíces ni vasculareslos tejidos para el transporte de nutrientes son enlaces vivos a la transición de las algas que salieron del océano a la multitud establecida de plantas terrestres.
Como se informó en la edición del 5 de octubre de 2017 de Celda , un equipo internacional que incluye investigadores del Instituto del Genoma Conjunto del Departamento de Energía de EE. UU. DOE JGI, una instalación de usuarios de la Oficina de Ciencia del DOE, analizó la secuencia del genoma de la hepática común Marchantia polymorpha para identificar genes y familias de genes que se consideraron cruciales para la evolución de las plantas y que se han conservado durante millones de años y entre linajes de plantas.El trabajo fue dirigido por investigadores de la Universidad de Monash en Australia, y en la Universidad de Kyoto y la Universidad de Kindai en Japón.
"Las primeras plantas como la hepática son las que prepararon al mundo para las plantas terrestres. Sin ellas, no tendríamos plantas a más de dos pies del océano y el agua dulce", dijo Jeremy Schmutz, jefe del Programa de Plantas del DOE JGI.volviendo a las hepáticas, encontramos genes compartidos con gramíneas que son genes candidatos para cultivos para la generación de biocombustibles. Las plantas terrestres comenzaron hoy con las mismas partes presentes en Marchantia, por lo que los cambios se deben a factores como la evolución, la poliploidía, el intercambio de genes y las rondas de selección.. Queremos saber qué hacen los genes y lo hacemos traduciendo la función a través de genomas utilizando secuencias conservadas. Los genomas más pequeños con menos complejidad, como los de un modelo de planta basal o temprano como la hepática, nos dan la capacidad de identificar genes ancestrales.para un gen o familia de genes. Identificamos la función del gen en una planta y determinamos cómo funciona este gen, y luego identificamos otros genes al comprender la historia evolutiva del gen o la familia de genes a lo largo de la historia de las plantas ".
La secuenciación y anotación del genoma se realizó a través del Programa de Ciencias Comunitarias del DOE JGI, y permite realizar comparaciones genómicas con otros linajes de plantas tempranos secuenciados y analizados por el DOE JGI: la espinosa Selaginella moellendorffi y el musgo Physcomitrella patens. Uno de los más importantes.Las vías bioquímicas se refieren a la producción de la hormona auxina, que es fundamental para regular el crecimiento y desarrollo de las plantas. El equipo identificó una vía mínima pero completa para la biosíntesis de auxinas en la hepática. Otro hallazgo sugiere que los genes que codifican enzimas que producen "protector solar" que permitieron a las plantas tempranaspara tolerar la luz ultravioleta puede haberse transferido de antiguos microbios del suelo.
Uno de los hallazgos más importantes del equipo se refiere al desarrollo de la pared celular de la planta. La variedad de genes que codifican las enzimas para el desarrollo de la pared celular de la planta que se encuentra en Marchantia enfatiza la importancia de las paredes celulares de la planta para la transición a las plantas terrestres. El equipo identificó genes de biosíntesis de lignina tempranos.similares a los de Physcomitrella. Si bien identificaron genes involucrados en la formación de plasmodesmos los plasmodesmos son canales de membrana involucrados en la transferencia de nutrientes y moléculas de señal una vía que está involucrada en la división celular, también encontraron que las hepáticas retienen los vestigios de las vías de división celular anteriores a la tierravía específica de la planta.
Otro hallazgo importante implica la retención y distribución de agua. Las plantas tempranas tuvieron que desarrollar estrategias para lidiar con la sequía y la desecación, y muchas de estas mismas estrategias todavía son empleadas por las plantas modernas. El ácido abscísico es una hormona del estrés vegetal que regula cuando una planta se valatente cuando hay escasez de agua. El equipo encontró genes homólogos para la biosíntesis de ácido abscísico, y también pudieron identificar cuándo receptores específicos se volvieron críticos para las familias de plantas terrestres.
Schmutz señaló que a través del Programa de Ciencia Comunitaria, la exploración del DOE JGI de la historia evolutiva de las plantas se está expandiendo, lo que lleva al desarrollo de un marco genómico comparativo, incluidos los de linajes de plantas tempranas como la hepática, que beneficia a la comunidad de investigación de plantas engrande ". Cuanto más acumulemos esta información en los primeros linajes de las plantas, más fácil será transferir la función de las plantas a través de la filogenia de las plantas y comparar las familias de plantas para ver la radiación de estos genes. Nos centraremos un poco más en los linajes basalesde plantas para llegar a la historia evolutiva y la posición de los genes. Si podemos entender el origen de estos genes, entonces podemos entender la función histórica. Tener múltiples especies nos permite hacer más y mostrar más de lo que podemos con un solo genoma ".
Al aprender las funciones originales de los genes, dilucidadas a partir de los genomas de plantas y células anteriores, más simples, los científicos pueden resolver más fácilmente las funciones de los genes relacionados que se ven en plantas más complejas que pueden ayudar a abordar las misiones del DOE en procesos de bioenergía y ambientales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Instituto Conjunto del Genoma . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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