Lo largo y lo corto de un supergen para una polinización eficiente

Polinizador visitando Linum tenue. Crédito:Juanita Gutiérrez-Valencia

Los científicos han resuelto el misterio centenario de un supergen que causa una polinización cruzada eficiente en las flores. Los resultados muestran que la variación de longitud de secuencia a nivel de ADN es importante para la evolución de dos formas de flores que difieren en la longitud de sus órganos sexuales. El estudio se publica hoy en Current Biology .

Jardineros y botánicos han sabido desde el siglo XVI que algunas especies de plantas tienen dos formas de flores que difieren recíprocamente en la longitud de sus órganos sexuales masculinos y femeninos. Darwin propuso por primera vez que tales flores distílicas promovían una polinización cruzada eficiente a través de insectos polinizadores. Los primeros genetistas demostraron que las dos formas de flores estaban controladas por una sola región cromosómica que probablemente albergaba un grupo de genes, un supergen. Pero hasta hace poco este supergen nunca había sido secuenciado.

Ahora, investigadores de la Universidad de Estocolmo, junto con socios de la Universidad de Uppsala, la Universidad de Durham, la Universidad de Granada y la Universidad de Sevilla, han resuelto el misterio del supergen. Estudiaron un sistema en el que Darwin ya describió una especie de linaza salvaje, Linum, y usaron métodos modernos de secuenciación de ADN para identificar el supergen.

Sorprendentemente, encontraron que el supergen responsable de las diferentes longitudes de los órganos sexuales masculinos y femeninos variaba en longitud. Específicamente, la forma dominante del supergen contenía alrededor de 260.000 pares de bases de ADN que faltaban en la forma recesiva. El tramo de ADN de 260.000 pares de bases albergaba varios genes que probablemente provocaban variaciones de longitud en los órganos sexuales.

Las dos formas de flores de lino fino, Linum tenue, difieren recíprocamente en la longitud de sus órganos sexuales. El panel superior muestra flores enteras, mientras que la parte inferior muestra las estructuras reproductivas dentro de las flores, con flechas que indican los órganos sexuales masculinos y femeninos. Crédito:Juanita Gutiérrez-Valencia

"Estos resultados fueron realmente sorprendentes para nosotros, porque una composición genética similar del supergen que rige la distilidad se identificó previamente en otro sistema, las prímulas, donde evolucionó de manera completamente independiente", dijo Tanja Slotte, profesora de Genómica Ecológica en la Universidad de Estocolmo y directora autor del estudio.

"La evolución no solo ha llevado repetidamente a una variación similar en las flores de las prímulas y las especies de semillas de lino, sino que también se ha basado en una solución genética similar para lograr esta hazaña", dijo Juanita Gutiérrez-Valencia, Ph.D. estudiante de la Universidad de Estocolmo y primer autor del estudio.

Flores de Linum tenue fotografiadas en el campo en España Crédito:Benjamin Laenen y Aurélie Désamoré

Estos hallazgos brindan nuevos conocimientos sobre el poder excepcional de la evolución para encontrar soluciones convergentes a los desafíos de adaptación generalizados, como la necesidad de polinización cruzada de las plantas con flores.

"Distyly es, en última instancia, un mecanismo para la polinización cruzada eficiente. Comprender los mecanismos de polinización es particularmente importante hoy en día dado el cambio climático y los desafíos que enfrentan las poblaciones de polinizadores de plantas e insectos", dijo la profesora Tanja Slotte. + Explora más