Para reconstruir el árbol genealógico, los investigadores compararon la secuencia de ADN de más de 1500 genes de 463 especies de leguminosas diferentes

EEUU. – El estudio más completo del árbol genealógico de las leguminosas, la familia de plantas que incluye frijoles, soya, cacahuate y muchas otras plantas de cultivo económicamente importantes, revela un historial de duplicaciones del genoma completo.

La investigación de The Pennsylvania State University también ayuda a descubrir la evolución de genes involucrados en la fijación de nitrógeno, un rasgo clave probablemente importante en la expansión evolutiva y la diversificación de las leguminosas y vital para su uso como “abono verde” en la agricultura.

Para reconstruir el árbol genealógico, los investigadores compararon la secuencia de ADN de más de 1500 genes de 463 especies de leguminosas diferentes, incluidas 391 especies recién secuenciadas, que abarcan la diversidad de esta gran familia de plantas.

Un artículo que describe el estudio, dirigido por el profesor de biología de Penn State, Hong Ma, aparece en la edición de mayo de 2021 de la revista Molecular Plant.

“Las leguminosas constituyen la tercera familia más grande de plantas con flores y son increíblemente diversas, desde pequeñas hierbas hasta árboles gigantes”, dijo Ma, quien es la profesora de investigación Distinguida Huck de Biología Molecular Vegetal en Penn State.

“Son cultivos alimentarios esenciales tanto para los seres humanos como para el ganado, se pueden utilizar como madera y tienen muchos otros usos. Quizás lo más importante es que pueden ‘fijar’ nitrógeno, extrayendo el nutriente vital de la atmósfera y almacenándolo en nódulos en sus raíces en una relación simbiótica con las bacterias del suelo, lo que los hace importantes como abono verde para mejorar la salud del suelo “.

Hay más de 19.000 especies en la familia de las leguminosas divididas en seis subfamilias y luego divididas en grupos cada vez más estrechos en función de sus relaciones evolutivas. Hay 765 géneros, que se agrupan un nivel por encima de las especies, de los cuales el equipo muestreó a 333.

Para construir el árbol genealógico, el equipo analizó las secuencias de genes de los transcriptomas, la porción del genoma que se expresa como genes, de la mayoría de las 463 especies y un pequeño número de genomas completos secuenciados superficialmente de toda la diversidad de leguminosas.

“Este es el estudio más grande de este tipo para una sola familia de plantas”, dijo Ma. “Hicimos todo lo posible para muestrear tantas especies como pudimos para obtener una representación amplia de la familia de las leguminosas, pero a menudo es difícil obtener especímenes bien conservados de los que podamos extraer ADN o ARN, especialmente para las especies que se encuentran en lugares/ubicaciones remotas”.

Además de ayudar a los investigadores a comprender la evolución y diversificación de las leguminosas, el nuevo árbol genealógico de las leguminosas ayuda a aclarar la relación entre las plantas de cultivo y sus parientes silvestres. Aunque a menudo se conocen parientes cercanos de cultivos agrícolas importantes, el estudio de primos silvestres más distantes podría revelar rasgos que podrían explotarse para ayudar a las plantas a prosperar en entornos cambiantes y resistir enfermedades o plagas de insectos.

Con información de: The Pennsylvania State University

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