UN VISTAZO A LA EVOLUCIÓN DE LAS FLORES.

4 de Septiembre de 2012. 
Por: Sandra Hines.

La peonía Dandy doble rosado, la petunia doble menta, el lirio fresa vainilla duplicado y casi todas las rosas son variedades cultivadas por sus flores dobles.

Las flores de estas y de otras plantas son exuberantes con pétalos adicionales en lugar de las partes de la flor que son necesarios para la reproducción sexual y la producción de semillas, lo que significa flores dobles - aunque bellas - y por lo general son mutantes estériles.

Thalictrum de tipo Silvestre utilizada en el estudio tienen flores con estambres, carpelos y demás órganos para la reproducción sexual y la formación de semilla. Di Stilio Lab/U de Washington

La interrupción genética que causó que la mutación ayudara a los científicos en la década de 1990 a identificar los genes responsables del normal desarrollo de los órganos sexuales de los estambres y carpelos de la planta Arabidopsis thaliana, usada durante mucho tiempo por los biólogos como planta modelo.

 Ahora, por primera vez, los científicos han demostrado que estan trabajando en la misma clase de genes de un representante de un linaje de plantas más antiguas, ofreciendo una visión más atrás en el desarrollo evolutivo de las flores.

"Es bastante increíble que Arabidopsis y Thalictrum, las plantas que estudiamos, tengan genes que hacen el mismo tipo exacto de cosas, a pesar de los millones de años de evolución que separa las dos especies", dijo Verónica Di Stilio de la Universidad de Washington profesor asociado de biología. 

Los pétalos reemplazan los estambres y demás órganos de reproducción sexual en la mutación de flor doble del Thalictrum cultivada bajo el nombre de doble Blanca en el comercio de viveros. Di Stilio Lab/U de Washington.

La función de estos genes de identidad de órganos parece estar altamente conservado de acuerdo con la nueva investigación, es decir, el gen es esencial y su función se ha mantenido a pesar de la formación de nuevas especies.
La identificación de las bases genéticas y bioquímicas de la floración doble en Thalictrum sugiere la clase de genes que probablemente sea la base de otras dos variedades de flores generalizadas, de acuerdo con Kelsey Galimba.

"Los productores posiblemente esten interesados, en que hemos descubierto lo que está pasando genéticamente. En cuanto a aplicaciones, usted podría potencialmente desencadenar esto si estan interesados ​​en la creación de flores dobles, porque usted sabe que la génica trata de conseguir que la flor se forme ", dijo Di Stilio.

Los investigadores utilizaron una técnica de silenciamiento génico para apuntar y matar a un cierto gen en la Thalictrum de tipo salvaje, con la floración resultante de un aspecto muy similar a la floración de la flor doble que mutó. Di Stilio Lab/U de Washington.

El grupo de Di Stilio estudió Thalictrum thalictroides. Conocida en la industria de viveros como Anemonella thalictroides y anémona ruda, la planta de floración primaveral es nativa de los bosques del noreste de EE.UU. Pertenece a la familia Ranunculaceae hermana de linaje las Eudicotyledoneae. Las eudicotiledóneas hoy incluyen el 70 por ciento de todas las especies de flores.

"Las plantas que hemos elegido para estudiar poseen rasgos florales ancestrales y son hermanas de las principales eudicotiledóneas donde estan las plantas modelo utilizadas por los biólogos como Arabidopsis thaliana y Antirrhinum majus, o boca de dragón", dijo Di Stilio. "Pero las plantas en nuestro estudio pertenecen a un linaje más antiguo. Estamos interesados ​​en la evolución de las flores por lo que queremos ver algo que es un poco diferente, que nos pueda informar sobre cómo el desarrollo ha sido modificado con el tiempo para producir el cambio."

Los científicos compararon la clase de genes que dirigen el desarrollo de ciertos órganos de reproducción sexual en el medio silvestre de tipo Thalictrum con la cultivada de doble flor versión conocida como doble Blanca. En el mutante, Galimba descubrió parte de un transposón(1), saltando genes que pueden moverse sobre el genoma del organismo, que se sienta en el gen que afecta el desarrollo de los órganos reproductores. La proteína producida por el gen mutante carece de algunos de los aminoácidos encontrados en las plantas de tipo salvaje y los científicos presumen que no es la longitud correcta para interactuar con otras proteínas normalmente, dijo Galimba.

Luego, los investigadores hicieron una segunda verificación de los resultados mediante el uso de una técnica llamada silenciamiento génico inducido por virus para derribar el gen que funcione correctamente en una planta de tipo salvaje. La flor resultante parecía muy similar a la mutante blanca doble.

"La flor es una de las innovaciones más importantes de las plantas con flores. Esto permitió a las plantas con flores coevolucionan con los polinizadores - insectos principalmente, pero también otros animales - y utilizar los polinizadores para la reproducción ", dijo Di Stilio. "Muchos científicos están interesados ​​en la búsqueda de las bases genéticas de la diversificación de la flor. Así como las plantas de floración han llegado a ser tan ricas en especies en un período relativamente corto de tiempo geológico ha sido una pregunta desde Darwin ".

Fuente: Universidad de Washington.

 

(1)Transposón:  Un transposón o elemento genético transponible es una secuencia de ADN que puede moverse de manera autosuficiente a diferentes partes del genoma de una célula, un fenómeno conocido como transposición. En este proceso, se pueden causar mutaciones y cambio en la cantidad de ADN del genoma. Anteriormente fueron conocidos como "genes saltarines" y son ejemplos de elementos genéticos móviles. (wikipedia)

Verónica Di Stilio y Galimba Kelsey con la Thalictrum thalictroides de tipo salvaje estudiada.