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Las reestructuraciones cromosómicas tienen un papel fundamental en el tamaño del genoma de Anacyclus

El género Anacyclus, perteneciente a la familia de las asteráceas o compuestas, comprende ocho especies de la región mediterránea occidental. El interés de los biólogos por este género viene de lejos, desencadenado en parte por el descubrimiento de la existencia de diferencias considerables en el tamaño del genoma de especies cercanas aun teniendo el mismo número de cromosomas, 2n=18. Este parámetro varía sustancialmente con el número de cromosomas y en menor medida, con la actividad del ADN repetitivo.

En algunos trabajos preliminares ya se vislumbraba una historia evolutiva compleja del género en la que la hibridación habría jugado un papel relevante. Después de un primer trabajo (Vitales et al. 2018)1 en el cual se establecieron las relaciones filogenéticas entre sus especies y la delimitación del género, este nuevo trabajo se planteaba, como objetivo principal, descubrir cuál era el mecanismo que mejor explicaría la evolución del tamaño del genoma en Anacyclus.

Es ampliamente aceptado que, descartadas la poliploidía y otros tipos de variaciones en el número de cromosomas, los cambios en la cantidad de ADN repetitivo son los principales responsables de la variación en el tamaño del genoma de las especies vegetales, pero se debía ver si había otros procesos subyacentes a la anteriormente mencionada variación en una historia evolutiva tan compleja como la que presenta este género.

Con este objetivo, se analizó el ADN repetitivo utilizando los datos de la secuenciación Illumina que, aun existiendo diferentes episodios independientes de expansiones y contracciones del tamaño del genoma durante la evolución del género, mostraban una composición cualitativa y cuantitativa similar de los elementos repetitivos en las diferentes especies.

Nuestros resultados, juntamente con datos citogenéticos procedentes de otros trabajos, sugieren que las diferencias en el tamaño del genoma de Anacyclus están más relacionados con reestructuraciones cromosómicas (intercambios de fragmentos de cromosomas) asociadas a la hibridación homoploide (entre especies con el mismo nivel de ploidía) que con cambios en el ADN repetitivo. Aunque los resultados han sido concluyentes, será necesario estudiar otros grupos de plantas que muestren patrones similares al de Anacyclus para determinar si este mecanismo de evolución del tamaño del genoma es más frecuente de lo que se había pensado hasta ahora.

Evolución del tamaño del genoma y comparación de los elementos repetitivos en las especies Anacyclus.

(a) Árbol filogenético de las especies de Anacyclus (según Oberprieler, 2004) con gradientes de color a lo largo de las ramas que indican los cambios inferidos en el tamaño del genoma. (b) Abundancia genómica de los diez grandes grupos de elementos ordenada por su tamaño en Anacyclus.

   

1Vitales D, Nieto-Feliner G, Vallès J, Garnatje T, Fırat M, Alvarez I. 2018. A new circumscription of the Mediterranean genus Anacyclus (Anthemideae, Asteraceae) based on plastid and nuclear DNA markers. Phytotaxa 349: 1–17.

     

Daniel Vitales, Inés Álvarez, Sònia Garcia, Oriane Hidalgo, Gonzalo Nieto Feliner, Jaume Pellicer, Joan Vallès, Teresa Garnatje, Genome size variation at constant chromosome number is not correlated with repetitive DNA dynamismin Anacyclus (Asteraceae), Annals of Botany 125(4): 611-623.  https://doi.org/10.1093/aob/mcz183

Autores: Daniel Vitales, Sònia GarciaTeresa Garnatje

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