Descifran el ancestral genoma del loto sagrado

El loto sagrado (Nelumbo nucifera) es un símbolo de la pureza espiritual y la longevidad. Sus semillas pueden sobrevivir hasta 1.300 años, sus pétalos y hojas repelen la suciedad y el agua, y sus flores generan calor para atraer a los polinizadores.

Ahora, investigadores en la revista Genome Biology han secuenciado el genoma de loto, y los resultados ofrecen información sobre algunos de sus misterios. La secuencia revela que de todas las plantas secuenciadas hasta el momento - y hay docenas - el loto sagrado tiene el parecido más cercano al ancestro de todos eudicotas, una categoría amplia de plantas con flores que incluye manzana, col, cactus, café, algodón, uva, melón, maní, álamo, soja, girasol, tabaco y tomate.

El linaje de las plantas entre las que figura el loto sagrado forma una rama separada del árbol genealógico eudicota, y así, carece de una triplicación de la firma del genoma que se ve en la mayoría de los otros miembros de esta familia, según dijo el profesor del Instituto de Biología Genómica de la Universidad de Illinois Ray Ming, que dirigió el análisis con Jane Shen-Miller, profesor de biología de plantas y en la Universidad de California en Los Angeles (que germinó una semilla de loto sagrado de 1.300 años de antigüedad), y Shaohua Li, director del Jardín Botánico de Wuhan, en la Academia China de Ciencias.

"Las duplicaciones de todo el genoma - la duplicación, triplicación (o más) de toda la dotación genética de un organismo - son una importante evolución de los acontecimientos en la planta", dijo Ming. Algunos de los genes duplicados conservan su estructura y función original, por lo que producen más de un producto determinado por el gen - una proteína, por ejemplo, dijo. Algunos se adaptan gradualmente a las nuevas formas de asumir nuevas funciones. Si estos cambios son beneficiosos, los genes persisten, si son perjudiciales, desaparecen del genoma.

Muchos cultivos agrícolas se benefician de las duplicaciones del genoma, incluyendo el banano, papaya, caña de azúcar, fresa, la sandía y el trigo, dijo Robert Van Buren, un estudiante graduado y colaborador de Ming en el estudio.

DUPLICÓ TODO EL GENOMA

A pesar de que carece de los 100 millones de años de triplicación de genoma que se ve en la mayoría de los otros eudicotas, el loto sagrado experimentó una duplicación independiente, de todo el genoma, hace unos 65 millones de años, según los investigadores. Una gran proporción de los genes duplicados (alrededor del 40 por ciento) se han mantenido, informan.

"Una cosa clara sobre la duplicación es que podemos mirar los genes que fueron retenidos y ver si están en vías específicas", dijo Van Buren. Los investigadores han encontrado evidencia de que se retuvieron la duplicación de genes relacionados con la formación de cera (que permite a la planta para repeler el agua y siguen siendo limpio) y la supervivencia en un hábitat acuosa mineral, por ejemplo.

Al observar los cambios en la duplicación de genes, los investigadores encontraron que el loto tiene una tasa de mutación lenta en relación con otras plantas, dijo Ming. Estas características hacen de loto una planta de referencia ideal para el estudio de otras eudicotas, dijeron los investigadores.