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La duplicación del genoma en plantas

Los cambios en el medio ambiente y la duplicación genómica afectan a la diversidad de las plantas. El estudio de las interacciones que dirigen la evolución y la adaptación en la naturaleza es fundamental.
La duplicación del genoma en plantas
La poliploidización permite una especiación más repentina y aparece en las plantas terrestres. Sin embargo, el funcionamiento, la dinámica y la capacidad evolutiva de estos linajes poliploides naturales se conocen muy poco. El estudio de estos mecanismos resulta esencial para la conservación de la biodiversidad y la descripción de la evolución de genes con interés económico en diversos ámbitos ecológicos o genéticos.

Arabidopsis thaliana constituye un modelo ideal para la investigación genética y evolutiva. El equipo del proyecto WILD ARABIDOPSIS (Pathways, ecological and genomic consequences of genome duplication in Arabidopsis arenosa, an overlooked diploid-polyploid member of the model genus Arabidopsis), financiado con fondos europeos, se centró en A. arenosa, una especie apenas estudiada pero muy prometedora que representa el pariente di/poliploide natural más cercano a A. thaliana.

La especie europea de A. arenosa incluye poblaciones con un número variable de juegos completos de cromosomas (diploides y autotetraploides) y representan modelos novedosos para el estudio de la evolución mediante duplicación del genoma. Los principales objetivos de WILD ARABIDOPSIS fueron analizar la estructura genética de A. arenosa, describir las interacciones entre sus dos niveles de ploidía y evaluar la diversidad de caracteres de interés biológico en diferentes zonas geográficas y entornos.

Para ello, se emplearon técnicas de genotipado punteras y análisis eco-espaciales a fin de investigar cómo cambian los nichos la diversidad genética estructurada de A. arenosa. Los resultados mostraron que las montañas de la Europa Centro-Oriental desempeñan un papel importante en la composición genética de las poblaciones. En concreto, dos de los linajes de la Europa Central hibridaron y se extendieron hacia un entorno posglacial diferente situado en Europa del Norte.

Con objeto de evaluar las consecuencias evolutivas de la duplicación del genoma, se compararon trescientas secuencias genómicas de A. arenosa de ambos niveles ploídicos. Los datos indicaron un flujo de genes frecuente entre y a través de los niveles ploídicos, lo que sugiere un posible efecto en la evolución y la adaptación.

En conjunto, el proyecto proporcionó datos básicos fundamentales sobre la evolución, la estructura de la diversidad genética y la variación fenotípica de A. arenosa. Se espera que esta información impulse estudios de seguimiento sobre las aplicaciones agrícolas y/o genéticas.

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Palabras clave

Duplicación del genoma, evolución, poliploide, WILD ARABIDOPSIS, Arabidopsis arenosa
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