Genoma destacado: lichi (Litchi chinensis)

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Si te encuentras en la provincia china de Fujian y conoces a las personas adecuadas, podrías tener la oportunidad para ver el árbol de lichi vivo más antiguo, una variedad Songxiang que probablemente brotó por primera vez hace más de 1250 años durante la dinastía Tang. Eso fue alrededor de la época en que el emperador Xuanzong creó un relevo de caballos veloces para competir con la fruta que se echa a perder rápidamente a 700 kilómetros desde donde se cultivó hasta la capital en una semana para asegurarse de que su amada consorte Yang Guifei se saciara de lichi fresco durante su corta fructificación. temporada.

Si también es junio o julio y realmente tiene suerte, es posible que incluso pruebe la fruta de los árboles antiguos, porque incluso después de un milenio, la planta continúa dando frutos. el lichi dulce que convirtió a su especie en un cultivo agrícola importante en la región.

La pintura de lichis del artista chino Ding Fuzhi de 1941 con un poema sobre el servicio de entrega de lichi imperial del emperador Xuanzong inscrito a la izquierda RAWPIXEL.COM, CC BY 4.0

Si bien los primeros registros del cultivo de lichi se remontan a unos 3000 años, el origen de las variedades domesticadas sigue sin estar claro. Eso puede deberse a que la historia agrícola de los árboles es compleja: los análisis comparativos de los genomas silvestres y de cultivares sugieren que no hubo un solo momento en la historia en que los árboles de lichi fueron domesticados. En cambio, los análisis de secuenciación del genoma completo publicados el 3 de enero en Nature Genetics indican que las personas domesticaron la planta dos veces para obtener árboles que florecieran en diferentes momentos.

Un equipo compuesto por científicos de EE. Las universidades chinas se propusieron generar una secuencia genómica de alta calidad para Feizixiao, un popular híbrido de lichi obtenido mediante el cruce de una variedad de floración temprana con una de floración tardía. Usando lecturas largas de PacBio corregidas con lecturas cortas de Illumina, el equipo ensambló el genoma de 470 megabases de los cultivares, que estiman que está completo en un 96,2 por ciento. Luego lo anotaron utilizando datos de RNAseq y lo usaron como referencia para la resecuenciación del genoma completo de 72 individuos previamente secuenciados, incluidos 38 salvajes, que representan varios tipos de lichi.  

Los análisis filogenéticos de estos genomas sugirieron que la especie se originó en la provincia suroeste de Yunnan y luego se extendió hacia el este y el sur, incluso hasta la isla de Hainan, frente a la costa sureste de China, hace aproximadamente 18,000 años. Milenios después, la gente comenzó a cultivar árboles de ambos lugares: los de Yunnan que florecían a principios del verano y los de Hainan que florecían más tarde. Luego se cruzaron para crear Feizixiao y otras variedades de floración intermedia.

Además de publicar el genoma de referencia de alta calidad, los investigadores investigaron las diferencias entre las variedades de floración temprana y tardía con la esperanza de descubrir la base genética para el momento de la floración. Entre sus hallazgos se encuentra una deleción de 3,7 kilobases correlacionada con la floración temprana. Las variedades de floración temprana carecen de la región en ambos cromosomas, mientras que las de floración tardía tienen dos copias de la secuencia. El híbrido Feizixiao es heterocigoto para ello.

Esto es muy útil para los criadores. Debido a que el lichi es perecedero, los tiempos de floración han sido importantes para extender la temporada en la que el lichi está disponible en los mercados, dice Victor Albert, biólogo evolutivo de la Universidad de Buffalo y autor principal del estudio, en un comunicado de prensa. El profesor de la Universidad Agrícola del Sur de China, Rui Xia, también autor principal del artículo, agrega que la eliminación puede servir como un biomarcador para el tiempo de floración.

Los autores también señalan que la nueva secuencia del genoma podría facilitar una comprensión más profunda de otros rasgos útiles para la agricultura y ayudan a los programas de mejoramiento a desarrollar variedades novedosas, incluidos, quizás, árboles que florecen en momentos dramáticamente diferentes, dice Albert a Popular Science. Y si es así, entonces el lichi fresco podría estar disponible todo el año, algo que solo podría haber sido un sueño para Yang Guifei (y una pesadilla para los caballos del emperador Xuanzong).

Runners Up

California salvaje rábano (Raphanus sativus x raphanistrum) 

A pesar del nombre, el rábano silvestre de California no es nativo del estado de EE. híbrido de dos especies que se introdujeron por separado en la región hace más de un siglo. Detectada por primera vez en la década de 1920, esta combinación botánica se ha hecho cargo, superando a ambas especies parentales para convertirse en una maleza invasora generalizada. Es probable que su éxito ecológico se deba a su combinación única de rasgos parentales, escriben los autores de un estudio del Journal of Heredity del 16 de diciembre que detalla el primer ensamblaje completo del genoma del híbrido. La secuencia arrojará luz sobre la genética de esos rasgos y, en general, facilitará la investigación básica y aplicada sobre esta fascinante y problemática especie, escriben en la conclusión del artículo.

Una bacteria productora de PHA (Tepidimonas taiwanensis)

Reducir la dependencia de la humanidad del petróleo requiere encontrar sustitutos para los plásticos a base de petróleo. Entre las posibles alternativas se encuentran los polihidroxialcanoatos (PHA) producidos biológicamente, que se acumulan naturalmente en bacterias como Tepidimonas taiwanensis, una especie móvil con forma de bastón aislada de una fuente termal en Taiwán. t. taiwanensis también ha atraído el interés de las empresas de biotecnología porque exhibe una potente actividad de proteasa alcalina, que es útil en diversas industrias. La primera secuencia completa del genoma de la especie, publicada el 15 de diciembre en Genome Biology and Evolution, debería proporcionar información sobre la base molecular de estas dos características útiles, escriben los autores.

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.