Los jardineros de interior en climas fríos cultivan cissus quadrangularis, también llamada enredadera adamantina, debido a sus espectaculares brotes suculentos tetraédricos y su sencillez en el riego, lo cual no es sorprendente. África es la patria del cissus, y las especies nativas de las regiones áridas y semiáridas de África han desarrollado durante mucho tiempo sus propias estrategias distintas para hacer frente al estrés de la sequía. Ahora los investigadores quieren utilizar los superpoderes de la vid adamantina en la selección de cultivos del futuro.
Cissus quadrangularis ( Cissus quadrangularis ) es una planta herbácea perenne de gran extensión, que hoy en día es común en las regiones tropicales y subtropicales de la India, Sri Lanka, Malasia, Java y África, donde la población local la utiliza como materia prima medicinal. En climas más fríos, las plantas de cissus se venden para floricultura de interior.
Cissus quadrangularis es una especie tetraploide perteneciente a la familia Vitaceae (uva) y es conocida por su notable tolerancia al estrés por sequía.
Curiosamente, las hojas y los tallos de esta planta responden de manera diferente al estrés hídrico. En su hábitat natural desértico, las hojas aparecen en los tallos nuevos sólo durante la temporada de lluvias y se caen durante las condiciones de sequía. Durante la estación seca, sólo quedan los tallos suculentos.
En la revista Horticultural Research se publicó un estudio reciente sobre la tolerancia a la sequía de los cissus, resultado de un esfuerzo de colaboración internacional. Presenta un análisis en profundidad del genoma de Cissus quadrangularis, arrojando luz sobre su excepcional tolerancia a la sequía y sus mecanismos fotosintéticos especiales.
Un mapeo cuidadoso del genoma de Cissus quadrangularis ha revelado muchas adaptaciones genéticas que le permiten prosperar en condiciones desérticas y en apartamentos con propietarios que a menudo se olvidan de regar.
El metabolismo del ácido crasuláceo (CAM) es una vía fotosintética que ahorra agua y ha evolucionado de manera convergente en diferentes plantas, incluidas las plantas Cissus, estas últimas tienen un subconjunto de genes relacionados con CAM, demostrado por distintos patrones de expresión diurna en tallos suculentos, pero no en hojas. , lo que indica que la expresión asociada al tallo de genes existentes contribuyó a la evolución de CAM en Cissus.
Los investigadores ensamblaron un genoma de alta calidad de Cissus quadrangularis, con un tamaño total de 679,2 MB, que se dividió en dos subgenomas.
La anotación del genoma identificó 51.857 genes codificadores de proteínas, y aproximadamente el 47,75% del genoma consta de secuencias repetitivas. Las proporciones de expresión genética de los dos subgenomas demostraron que el genoma sub-A, como subgenoma dominante, desempeña un papel vital en la tolerancia a la sequía.
El análisis de divergencia del genoma sugiere que el evento de tetraploidización ocurrió hace unos 8,9 millones de años. Los datos del transcriptoma mostraron que las vías asociadas con el metabolismo de la cutina, la suberina y la cera se enriquecieron en el tallo durante el desafío de la sequía, lo que sugiere que estos genes contribuyen a la adaptación a la sequía.
La poliploidización está muy extendida tanto en animales como en plantas. Esto promueve la diversificación de especies a través de innovaciones evolutivas resultantes de reordenamientos cromosómicos. En los tetraploides, al que pertenece Cissus, cada cromosoma está representado cuatro veces.
Al mismo tiempo, la presencia de muchos cromosomas homólogos representaba anteriormente un serio obstáculo para la creación de un ensamblaje genómico de alta calidad de especies poliploides. Sin embargo, con la llegada de la tecnología de secuenciación de ADN como PacBio, ahora se están desarrollando ensamblajes de genomas para muchas especies poliploides.
La poliploidización también está estrechamente relacionada con las características agronómicas de muchos cultivos, incluida la mejora de la calidad de la fibra y la tolerancia al estrés en el algodón, el aumento del contenido de aceite en los morfotipos de colza, la mayor resistencia a las enfermedades en las fresas, etc.
Los investigadores confían en que los resultados obtenidos del genoma de Cissus quadrangularis revolucionarán el mejoramiento de cultivos, destinado a crear variedades que puedan resistir la escasez de agua durante mucho tiempo. Al integrar la vía CAM y los genes de tolerancia a la sequía, el sector agrícola puede avanzar hacia rendimientos más sostenibles y al mismo tiempo preservar el suministro de alimentos en climas áridos.
Fuente: Investigación hortícola.
