La duplicazione del genoma nelle piante
La poliploidizzazione rappresenta un importante meccanismo di speciazione nelle piante terrestri, tuttavia poco si sa dei risultati, delle dinamiche e del potenziale evolutivo delle linee poliploidi selvatiche. L'identificazione dei meccanismi sottostanti è essenziale per la conservazione della biodiversità e per la decifrazione dell'evoluzione di geni economicamente importanti in differenti contesti genetici o ecologici. L'Arabidopsis thaliana rappresenta uno dei principali modelli per la ricerca genetica ed evolutiva. Gli scienziati del progetto WILD ARABIDOPSIS (Pathways, ecological and genomic consequences of genome duplication in Arabidopsis arenosa, an overlooked diploid-polyploid member of the model genus Arabidopsis), finanziato dall'UE, hanno esaminato l'A. arenosa, una specie poco studiata ma estremamente interessante, che rappresenta il parente di/poliploide selvatico più vicino dell'A. thaliana. La specie europea A. arenosa comprende popolazioni con un numero variabile di set cromosomici (diploidi e autotetraploidi) interi e costituisce un modello emergente di evoluzione tramite duplicazione del genoma. Gli obiettivi principali del team WILD ARABIDOPSIS erano l'analisi della struttura genetica dell'A. arenosa, l'individuazione delle interazioni tra i suoi due livelli di ploidia e la valutazione della diversità di tratti biologicamente importanti in vari ambienti e aree geografiche. A questo scopo, i ricercatori hanno impiegato tecniche di genotipizzazione ad alto rendimento e di analisi eco-spaziale per comprendere il modo in cui le nicchie influiscono sulla diversità genetica strutturata dell'A. arenosa. I risultati mostrano che le montagne dell'Europa centro-orientale hanno svolto un ruolo significativo nella costituzione genetica delle attuali popolazioni. In particolare, due delle linee centro-europee si sono ibridate e si sono diffuse in un distinto ambiente post-glaciale dell'Europa settentrionale. Per valutare le conseguenze evolutive della duplicazione del genoma, gli scienziati hanno confrontato 300 sequenze genomiche dell'A. arenosa di entrambi i livelli di ploidia. I risultati ottenuti indicano un frequente flusso di geni all'interno e attraverso i livelli di ploidia e suggeriscono un possibile effetto sull'evoluzione e sull'adattamento. Nel complesso, il progetto ha fornito importanti informazioni di contesto sulla storia evolutiva, la struttura della diversità genetica e la variazione fenotipica dell'A. arenosa. Queste informazioni saranno preziose per gli studi successivi dedicati alle applicazioni agricole e/o genetiche.
Parole chiave
Duplicazione del genoma, evoluzione, poliploide, WILD ARABIDOPSIS, Arabidopsis arenosa
