Genoma destacado: junco común (Phragmites australis)

ARRIBA: Invasor Phragmites australis en el Refugio Nacional de Vida Silvestre Alligator River de Carolina del Norte FLICKR.COM, NC HUMEDALES

Llamando Phragmites australis la caña común realmente subestima su omnipresencia. La hierba de los humedales de hasta 6 metros de altura ha sido irritantemente omnipresente en América del Norte desde que se introdujo una subespecie europea en el siglo XIX y se extendió amplia y agresivamente. De hecho, la planta es tan tenaz en los hábitats de humedales que ahoga el linaje nativo de América del Norte de la especie (a veces considerada una especie separada denominada P. americanus), así como muchas otras plantas nativas, lo que reduce la cantidad de flores. la riqueza de especies casi se triplicó y expulsó a los animales especializados de los pantanos, incluidas muchas especies amenazadas y en peligro de extinción.

A pesar de décadas de investigación, un misterio perdurable es por qué el linaje europeo es tan invasivo en América del Norte, cuando está cerca Los parientes han existido en el continente durante milenios sin apoderarse de los humedales. Los estudios genéticos han revelado pistas tentadoras, incluidos los niveles de ploidía en el linaje europeo que van desde 2 a 12x y más. Pero las investigaciones genéticas sobre la invasividad de los linajes europeos se han visto obstaculizadas por la falta de un ensamblaje de alta calidad para usar como referencia. Eso cambió el 28 de noviembre, con la publicación de un genoma de referencia para la especie en Ecología Molecular.

Rociar Phragmites invasivos en Nueva JerseyCHELSI BURNS, USFWS

Los autores del artículo, dirigidos por Keith Clay de la Universidad de Tulane, construyeron el genoma a partir de lecturas largas producidas por la plataforma continua de secuenciación en tiempo real de una sola molécula PacBio RSII. Los investigadores ensamblaron el genoma de 1,14 Gb a partir de más de 13.400 fragmentos de genoma sin espacios en los que se superponían múltiples secuencias. Los modelos de anotación estimaron que las plantas tienen casi 65 000 genes, aunque más de la mitad del genoma (~56,2 %) está compuesto por secuencias repetitivas, en su mayoría retrotransposones (~36,4 %).

Comparaciones con otras plantas en la monocotiledónea clado, que contiene decenas de miles de especies de plantas parecidas a las gramíneas, reveló que el género Phragmites  experimentó una duplicación completa del genoma en algún momento de su evolución. Si bien muchos de los genes duplicados se perdieron, quedan al menos 14,000 y podrían desempeñar un papel importante en la biología y ecología de las plantas. Según el artículo, muchos de estos genes son factores de transcripción que podrían proporcionar material genético novedoso para que la selección actúe facilitando su potencial como especie invasora.

El equipo también generó transcriptomas para individuos invasores y nativos y encontró sorprendentes diferencias en la expresión de genes basales, particularmente con respecto a los genes de respuesta al estrés de las plantas: la abundancia de transcritos para los genes de respuesta al estrés biótico fue mayor para el linaje invasivo. Eso puede llevar a que las plantas invasoras estén preparadas para responder a los patógenos y otros estresores bióticos, haciéndolas más capaces de superar a sus parientes no preparados, particularmente en hábitats perturbados.

Quedan muchas preguntas, incluso si la ploidía juega un papel en la invasividad (el genoma ensamblado era funcionalmente diploide), y hasta qué punto las diferencias genéticas y genómicas entre las cañas nativas y las invasoras pueden informar las estrategias de manejo. Los autores escriben que el ensamblaje servirá como una base genómica para el desarrollo de nuevos enfoques de gestión, señalando que abre específicamente la posibilidad de utilizar la interferencia de ARN (ARNi) para derribar el gen o los genes que le dan una ventaja al linaje invasivo. También señalan que se necesita más investigación para identificar los objetivos de ARNi y probar cualquier tecnología de control desarrollada, particularmente cuando se trata de sus efectos en el linaje nativo de Phragmites.  

Subcampeones:

Big berry manzanita (Arctostaphylos glauca)

Las manzanitas son arbustos icónicos endémicos del oeste de América del Norte que llenar nichos ecológicos fundamentales en el paisaje propenso a los incendios de sus países de origen. El primer genoma de manzanita, publicado a fines de noviembre en el Journal of Heredity, ayudará a informar el monitoreo de la diversidad genética para los grupos de muchas especies en peligro de extinción, escriben los autores del artículo, así como a impulsar investigaciones más profundas sobre el Adaptaciones de las plantas e historia evolutiva.  

Una araña hawaiana de mandíbula larga (Tetragnatha kauaiensis)

Existen pocos genomas de araña de alta calidad a pesar del tamaño de los grupos (más de 50.000 especies) y diversidad ecológica. Debido a esto, la genómica evolutiva de los animales de ocho patas permanece en gran parte inexplorada. La secuencia del genoma de una de las arañas de mandíbula larga de Hawái, T. kauaiensis, publicada a fines de noviembre en Genome Biology and Evolution, puede ayudar a explicar los muchos misterios dentro del ADN de la araña, incluidas las variaciones extremas en el tamaño del genoma entre especies, tal vez impulsadas por elementos transponibles o antiguas duplicaciones del genoma completo, escriben los autores del artículo.  

Genome Spotlight es una columna mensual para The Scientists Genetics & Boletín sobre genómica que destaca secuencias genómicas publicadas recientemente y los misterios de la vida que pueden revelar.