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Los científicos descifran el origen de la nuez persa


Reconocido en todo el mundo por su madera de alta calidad y rico sabor de deliciosas nueces, el nogal persa ( Juglans regia ) es un importante cultivo económico. El nogal persa es una de las 22 especies del género Juglans , que incluye nueces y nueces blancas y negras, que se cultivan en Europa, América y Asia.


por Oxford University Press


China lidera la producción mundial, seguida por California, Turquía e Irán. Pero hasta ahora, la evolución de las nueces ha sido desconocida. Las nueces tienen un rico registro fósil, que sugiere el origen de las nueces y la divergencia inicial entre las nueces negras y las nueces (nueces blancas) en América del Norte, hace unos 35-45 millones de años. 

Con esta edad tan elevada, ambos linajes de nogales habrían tenido una gran oportunidad de migrar al Viejo Mundo a través de los puentes terrestres de Bering y el Atlántico Norte, pero solo se han detectado moscas de butaca en los registros fósiles de Europa y Asia, y no se han encontrado fósiles antiguos de los persas. Las nueces son conocidas.

Utilizando datos genómicos analizados con enfoques filogenéticos y genéticos poblacionales, los investigadores ahora han descifrado este misterio, demostrando que la nuez persa es el resultado de la hibridación entre dos especies extintas hace unos 3,45 millones de años.

Los análisis anteriores realizados por el equipo basados ​​en unos 2900 genes nucleares de una sola copia de 19 especies de nueces no pudieron resolver las relaciones entre las especies de nueces norteamericanas, asiáticas y persas. Sin embargo, excluyeron la clasificación de linajes incompletos como la causa de la incertidumbre filogenética. «Esto nos llevó a especular que la antigua hibridación podría estar involucrada en el origen del nogal persa y el butternut estadounidense», dijo Da-Yong Zhang, un genetista de poblaciones que es uno de los autores principales.

Los científicos descifran el origen de la nuez persa.
Una red de especies óptima inferida utilizando el software PhyloNet para la evolución de la nuez. El resultado es un árbol de pseudo-probabilidad máxima con una reticulación. El valor γ indica la probabilidad de herencia del antepasado de sect. Cardiocaryon, mientras que 1-γ indica que del antepasado de la secta. Rhysocaryon. El mosaicismo genómico de la nuez persa (incl. J. sigillata) y la butternut americana J. cinerea evidencia la importancia de la hibridación a lo largo de la evolución de las nueces. Crédito: Departamento de Biología, Botánica Sistemática y Micología, Universidad de Munich.

Para probar su hipótesis de hibridación, en lugar de observar genes individuales, esta vez utilizaron la secuenciación del genoma completo de 80 árboles individuales que representaban 19 de las 22 especies de Juglans .

«Aplicamos una batería de métodos genómicos para la detección de hibridación y para probar los modelos de especiación para inferir el momento de origen de la nuez persa», dijo Wei-Ning Bai, otro autor principal. «Al final, caracterizamos la composición genética de los genomas no solo de la nuez persa, sino también de la nuez de hierro, J. sigillata , y la americana butternut, J. cinerea.«Los autores pintan un cuadro, basado en fósiles de frutos de nogal y su evidencia genómica, de que las nueces» del Oligoceno tardío deben haberse expandido de América a Europa y luego extenderse a Asia y expandirse a Europa, donde los linajes de nogal negro y nogal Entraron en contacto e hibridaron hace unos 3.45 m. Mientras que las nueces se diversificaron en Asia y el Nuevo Mundo, se perdieron de Europa durante las oscilaciones climáticas del Pleistoceno, con el tiempo, solo con el linaje híbrido recién formado que dio lugar a la supervivencia de J. regia «.

«Todos nuestros análisis de todo el genoma convergieron para proporcionar evidencias inequívocas de hibridación en las raíces tanto de la moscada de América ( J. cinerea ) como de la nuez persa ( J. regia / J. Sigillata )», dijeron los autores. «Nuestros resultados resuelven aún más la controversia sobre el origen del butternut estadounidense, J. cinerea , que resulta de la introgresión masiva de un gen nuclear que involucra a un nogal negro estadounidense a través de la inundación de polen por un inmigrante asiático».

«El mosaicismo genómico de la nuez persa (incl. J. sigillata ) y la butternut americana J. cinerea proporciona evidencia de la importancia de la hibridación en toda la evolución de las nueces», dijeron los autores.


Más información: Bo-Wen Zhang et al, Phylogenomics revela un antiguo origen híbrido del nogal persa, Molecular Biology and Evolution (2019). DOI: 10.1093 / molbev / msz112Información de la revista: Biología Molecular y Evolución.Proporcionado por Oxford University Press


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