Los hemiparásitos obtienen nutrientes y sales inorgánicas de las plantas hospedantes a través de haustorios, un hábito que ha evolucionado de forma independiente al menos 12 veces en las angiospermas. Cuscuta representa uno de los 12 órdenes de angiospermas que han evolucionado independientemente de autótrofos a parásitos.
Morfológicamente, las especies de Cuscuta son tallo-hipóforos, con raíces y hojas completamente degeneradas o muy débilmente activas fotosintéticamente o perdidas. En Cuscuta se ha informado varias veces de la pérdida de genes de plástidos y de la degeneración funcional del genoma. Sin embargo, los vínculos evolutivos entre su gen y la degeneración funcional y la evolución del genoma aún no se han aclarado.
Investigadores del Jardín Botánico Tropical Xishuangbanna (XTBG) de la Academia de Ciencias de China y sus colaboradores llevaron a cabo un ensamblaje de novo de 29 nuevos plastomas, incluidas 20 muestras de siete especies de Cuscuta y nueve especies autótrofas de Convolvulaceae.
Descifraron el mecanismo de evolución del plastoma en Cuscuta y sus plantas autótrofas parientes de Cuscutaceae. Su estudio se publica en Plant Molecular Biology. .
Los resultados mostraron que la variación estructural de los plastomas en Convolvulaceae era diversa, con nueve tipos de reordenamientos estructurales y seis tipos de expansión-contracción del borde de repetición invertida (IR). Las variaciones estructurales estaban estrechamente relacionadas con la transición de la forma de vida parasitaria y pueden haber sido exacerbadas por la expansión-contracción del borde IR y grandes fragmentos repetidos.
Además, la degeneración del plastoma de las especies de Cuscuta fue progresiva, con una pérdida masiva de genes ocurriendo sólo en tres especies del grupo Ceratophorae del subgénero Grammica.
En general, el hábito parasitario de Cuscuta promovió la exposición de los genes del plastoma a restricciones selectivas relajadas, y la acumulación de microvariaciones en una gran cantidad de genes del plastoma condujo a la degeneración del plastoma.
"Nuestro estudio proporciona nueva evidencia para una mejor comprensión de la evolución, variación y reducción de los plastomas en el género Cuscuta", afirmó Yu Wenbin de XTBG.
Más información: Li-Qiong Chen et al, Las variaciones y la reducción del plastoma están asociadas con la evolución del parasitismo en Convolvulaceae, Biología molecular vegetal (2024). DOI:10.1007/s11103-024-01440-1
Proporcionado por la Academia China de Ciencias