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Siguiendo los pasos de Darwin: comprender la evolución de las plantas de la gloxinia de floristería


Hace más de 150 años, la fascinación de Charles Darwin por la genética y la domesticación catapultó al mundo científico a un nuevo territorio cuando los científicos comenzaron a preguntar: ¿Cómo evolucionó una especie para ser así?


por Rasha Aridi, Virginia Tech


En un estudio publicado en Plants People Planet , un equipo dirigido por investigadores de Virginia Tech descubrió que en sus 200 años de cultivo y domesticación, la gloxinia de floristería, Sinningia speciosa, ha alcanzado niveles tremendos de variación fenotípica o física, y se origina en un solo población fundadora.

La gloxinia de Floristería, una especie originalmente documentada por el propio Darwin, fue introducida en Inglaterra en el siglo XVIII. Desde entonces, los fitomejoradores han cultivado cientos de cepas seleccionando intencionalmente los rasgos deseados. En 200 años, un simple parpadeo de un ojo evolutivo, la gloxinia del florista alcanzó los mismos niveles de variación fenotípica que los dragones, Antirrhinum spp. Los dragones dragones, sin embargo, se han cultivado durante 2.000 años.

«El sello distintivo aquí es que, con las primeras etapas de la domesticación, vemos una mayor variación fenotípica, pero una disminución general en la variación genética. Por lo tanto, es una paradoja, y lo hemos hecho aún más paradójico porque estamos demostrando que todos esta variación fenotípica provino de una sola población fundadora «, dijo Tomas Hasing, autor principal y estudiante graduado en la Facultad de Ciencias Vegetales y Ambientales de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida.

«La gloxinia de Floristería presenta un claro síndrome de domesticación y una rica diversidad fenotípica. Ya sabíamos que tenía un genoma pequeño y simple, pero la complejidad de su origen era un misterio que teníamos que resolver antes de comenzar a usarlo como modelo». dijo Aureliano Bombarely, ex profesor asistente de la Facultad de Ciencias Vegetales y Ambientales. En 2014, propuso el uso de esta especie como modelo para estudiar la evolución genómica durante la domesticación.

Siguiendo los pasos de Darwin: comprender la evolución de las plantas de la gloxinia de floristería
Los criadores pueden seleccionar los rasgos físicos de la gloxinia del florista, como el tamaño, la cantidad de pétalos y los colores. Crédito: Elijah Rinaldi

Para tener en cuenta los principales cambios estéticos de la planta en un período de tiempo tan corto, el equipo esperaba que la gloxinia del florista se haya cruzado con otras especies en algún momento de su historia. Utilizaron una secuencia de representación reducida del genoma para rastrear los orígenes de la planta hasta su hogar natal de Río de Janeiro, Brasil, pero no encontraron evidencia de hibridación, lo que indica que la mayoría de las variedades de gloxinia de floristería provienen de una sola población fundadora a las afueras de la ciudad.

El descubrimiento de la población de un solo fundador explica por qué la gloxinia del florista tiene una variación genética tan baja: cultivar plantas en cautiverio permite a los obtentores seleccionar diferentes rasgos físicos como el color, la forma o el tamaño y purgar la variación genética no deseada de una población. Cuando surgen mutaciones beneficiosas, los mejoradores pueden aumentar la frecuencia de una mutación al reproducirla en la población. Finalmente, la acumulación de pequeños cambios por mutaciones condujo a los altos niveles de diversidad fenotípica de la planta.

«La mayoría de los estudios realizados en plantas domesticadas se centran en cultivos alimentarios , pero estudiar cómo se domestican los cultivos ornamentales amplía nuestra comprensión de la genética y los patrones de las plantas. En última instancia, esto beneficia a la agricultura en general», dijo David Haak, profesor asistente en la Escuela de Plantas y Environmental Sciences y un miembro afiliado del Global Change Center, ubicado dentro del Fralin Life Sciences Institute.

El cultivo comercial de flores, conocido como floricultura, fue nombrado recientemente el noveno sector de mayor recaudación de los 20 productos agrícolas más importantes de Virginia al generar $ 146 millones anuales. Una mayor comprensión de la genética de las plantas permitirá a los floricultores cultivar y cosechar flores de manera más eficiente y generar más ingresos.

Con el descubrimiento recién descubierto de esta ruta evolutiva alternativa a la domesticación de plantas, Bombarely, Haak y sus equipos de investigación esperan continuar su trabajo sobre genómica de plantas y estudiar sus implicaciones para la agricultura.


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