Estudio genómico revela secretos evolutivos del árbol de higuera

La higuera de Banyan Ficus microcarpa es famoso por sus raíces aéreas, que brotan de las ramas y finalmente llegan al suelo. El árbol también tiene una relación única con una avispa que ha coevolucionado con él y es el único insecto que puede polinizarlo.

En un nuevo estudio, los investigadores identifican regiones en el genoma del higuera de higuera que promueven el desarrollo de sus inusuales raíces aéreas y mejoran su capacidad para señalar su polinizador avispa.

El estudio, publicado en la revista Célula, también identifica una región que determina el sexo en una higuera relacionada, Ficus hispida. diferente a F. microcarpa, que produce raíces aéreas y da flores masculinas y femeninas en el mismo árbol, F. hispida produce árboles masculinos y femeninos distintos y no tiene raíces aéreas.

Comprender la historia evolutiva de las especies de Ficus y sus avispas polinizadoras es importante porque su capacidad para producir frutos grandes en una variedad de hábitats los convierte en una especie clave en la mayoría de los bosques tropicales, dijo Ray Ming, profesor de biología vegetal en la Universidad de Illinois, Urbana. -Champaign que lideró el estudio con Jin Chen, de la Academia China de Ciencias. Se sabe que los higos sostienen al menos 1.200 especies de aves y mamíferos. Las higueras fueron uno de los primeros cultivos domesticados y aparecen como símbolos sagrados en el hinduismo, el budismo y otras tradiciones espirituales.

La relación entre higos y avispas también presenta un desafío científico intrigante. Las formas y tamaños del cuerpo de las avispas corresponden exactamente a los de los frutos del higo, y cada especie de higo produce un perfume único para atraer a su polinizador avispa específico.

Para comprender mejor estos desarrollos evolutivos, Ming y sus colegas analizaron los genomas de las dos especies de higueras, junto con el de una avispa que poliniza el baniano.

“Cuando secuenciamos los genomas de los árboles, encontramos más duplicaciones segmentarias en el genoma del baniano que en F. hispida, el higo sin las raíces aéreas “, dijo Ming.” Esas regiones duplicadas representan aproximadamente el 27% del genoma “.

Las duplicaciones aumentaron la cantidad de genes involucrados en la síntesis y transporte de auxinas, una clase de hormonas que promueven el crecimiento de las plantas. Las regiones duplicadas también contenían genes involucrados en la inmunidad vegetal, la nutrición y la producción de compuestos orgánicos volátiles que señalan a los polinizadores.

“Los niveles de auxina en las raíces aéreas son cinco veces más altos que en las hojas de los árboles con o sin raíces aéreas”, dijo Ming. Los niveles elevados de auxinas parecen haber desencadenado la producción de raíces aéreas. Las regiones duplicadas también incluyen genes que codifican un receptor de luz que acelera la producción de auxinas.

Cuando estudiaron el genoma de la avispa del higo y lo compararon con los de otras avispas relacionadas, los investigadores observaron que las avispas retenían y preservaban genes para receptores de olores que detectan los mismos compuestos malolientes que producen las higueras. Estas firmas genómicas son una señal de coevolución entre las higueras y las avispas, informan los investigadores.

Ming y sus colegas también descubrieron un gen específico del cromosoma Y que se expresa solo en plantas masculinas de F. hispida y otras tres especies de higos que producen plantas masculinas y femeninas separadas, una condición conocida como dioecy.

“Este gen se había duplicado dos veces en los genomas dioicos, dando a las plantas tres copias del gen. Pero las especies de Ficus que tienen flores masculinas y femeninas juntas en una planta tienen sólo una copia de este gen”, dijo Ming. “Esto sugiere fuertemente que este gen es un factor dominante que afecta la determinación del sexo”.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Oficina de noticias. Original escrito por Diana Yates. Nota: el contenido puede editarse por estilo y longitud.

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