Genoma de Arabidopsis en forma de clima
Arabidopsis thalianaFLICKR, SEDEER
Tomando diferentes enfoques para hacer la misma pregunta: ¿cómo se adapta genéticamente una planta al clima? dos grupos de investigación descubrieron que Arabidopsis thaliana , un organismo modelo en estudios de plantas, tiene numerosos polimorfismos de nucleótido único (SNP) relacionados con el clima que lo ayudan a prosperar en el entorno cambiante.
“Hay muchas personas que pensaron que no no sería ninguna característica del clima en Arabidopsis—que esté más adaptado a las perturbaciones locales o a las presiones selectivas locales,” dijo Johanna Schmitt, autora del estudio de uno de los artículos y profesora en la Universidad de Brown. «Pero estos artículos nos dicen que podemos encontrar evidencia a nivel genético de que el clima ha desempeñado un papel en la formación de la aptitud de las plantas».
Los artículos, publicados hoy (6 de octubre) en Science , están de acuerdo en que la planta se ha adaptado a las condiciones cambiantes, pero todavía no hay consenso sobre el mecanismo principal. El estudio de Schmitt encontró que estar de pie…
El último estudio, dirigido por Joy Bergelson de la Universidad de Chicago, comenzó con escaneos de todo el genoma de 948 líneas de Arabidopsis de diferentes zonas de Europa. Luego, los investigadores buscaron aquellos SNP que estaban sobrerrepresentados en los diversos climas y los usaron para predecir qué plantas se desempeñarían mejor en un clima en particular. En el campo, el grupo probó esas predicciones examinando varias cepas de Arabidopsis que se habían plantado en Francia y descubrió que, de hecho, aquellas plantas que tenían la mayor cantidad de SNP favorables para ese clima tenían la el mejor éxito en el campo.
Laura J. Martin, graduada de Brown y ahora candidata a doctorado en Cornell, hace un censo de las plantas de Arabidopsis sobrevivientes en el sitio de campo en Norwich, Inglaterra. CORTESÍA DE JUDITH ROE
La observación clave que hicimos es que los barridos selectivos, en los que una mutación favorable se propaga rápidamente en una población, parecen haber desempeñado un papel importante en la adaptación al clima y pueden ser necesarios en el futuro, dijo Bergelson a The Scientist . Si las plantas necesitan depender de nuevas mutaciones para responder a un clima cambiante, eso pone límites a la rapidez con la que las plantas pueden adaptarse, agregó.
El enfoque de Bergelson demuestra la fuerza de las asociaciones a gran escala para identificar los SNP que podrían ser importante para la adaptación al clima, dijo Sally Aitken de la Universidad de Columbia Británica.
El grupo de Schmitt usó una estrategia diferente comenzando en el campo. Los investigadores examinaron la aptitud de diferentes líneas de plantas que habían sido tomadas de sitios de toda Europa, luego cada una plantada en jardines en Inglaterra, Finlandia, Alemania y España, elegidas para representar una variedad de climas. Luego, el grupo midió la supervivencia y la producción de frutos de las diferentes líneas en estos diversos climas, y realizó exploraciones de todo el genoma para buscar SNP correlacionados con ese éxito.
Sorprendentemente para Schmitt, la base genética de la aptitud es casi completamente diferente en diferentes climas. Ella y sus colegas descubrieron que los SNP que ayudaban a una planta en un clima no eran necesariamente perjudiciales en otro clima. Por lo tanto, no es un gen en particular, sino genes completamente diferentes los que parecen ser responsables del alto rendimiento en diferentes sitios, dijo.
Aitkin, que no participó en la investigación, está realizando un estudio del genoma completo. de SNPs y clima en árboles. Este tipo de trabajo nos ayuda a generar conocimiento sobre genes candidatos que están involucrados en las respuestas a la temperatura y la humedad en climas particulares, lo cual es valioso para comprender la respuesta de las plantas al cambio climático actual y futuro, dijo.
Claramente están mostrando que Arabidopsis puede adaptarse al clima, dijo Ivan Baxter, investigador del Servicio de Investigación Agrícola del USDA, sobre los dos estudios. Pero la capacidad [para adaptarse] va a ser muy específica de la especie.
Baxter, quien tampoco participó en la investigación, le dijo a The Scientist que será interesante ver qué adaptaciones son generalizables a otros tipos de plantas, y espera que esto sea solo el comienzo de estudios de todo el genoma sobre las adaptaciones de las plantas a su entorno.
A. Fournier-Level et al., Un mapa de adaptación local en Arabidopsis thaliana , Ciencia, 334:86-9, 2011.
AM Hancock et al., Adaptación al clima en todo el Arabidopsis thaliana genoma, Ciencia, 334:83-6, 2011.
(Imagen del carrusel de la página de inicio: Wikimedia Commons, Sui-setz)
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