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El genoma de referencia de Aristolochia fimbriata proporciona nuevos conocimientos sobre la evolución de las plantas con flores

El genoma de referencia de Aristolochia fimbriata proporciona nuevos conocimientos sobre la evolución de las plantas con flores
Descripción general del ensamblaje y características del genoma de A. fimbriata. Crédito: IBCAS

Un grupo de investigación dirigido por el profesor Jiao Yuannian del Instituto de Botánica de la Academia de Ciencias de China informó recientemente sobre una secuencia del genoma de alta calidad de Aristolochia fimbriata, proporcionando nuevos conocimientos sobre la evolución de las angiospermas, el desarrollo floral y la biosíntesis química.


por la Academia China de Ciencias


Los resultados relevantes se publicaron en línea en Nature Plants .

El género Aristolochia pertenece al orden Piperales, que reside dentro de los magnólidos, un linaje divergente temprano de las Mesangiospermas. Este género ha sido famoso durante siglos por sus flores altamente especializadas y amplias aplicaciones medicinales.

En este estudio, los investigadores revelaron que A. fimbriata es el segundo genoma, entre varios cientos de genomas de plantas con flores secuenciados , que exhibe una falta de duplicación del genoma completo (WGD) específico del linaje desde el origen de las angiospermas existentes. La única otra es Amborella (la hermana de todas las demás angiospermas vivas).

Utilizando un genoma de referencia de este tipo, los investigadores pudieron identificar dos WGD pasados ​​por alto en Piperales y aclarar el tiempo de los WGD informados anteriormente en Magnoliales y Laurales.

«Nos sorprendió la historia del WGD de esta especie», dijo el profesor Jiao, autor correspondiente del estudio. «Ofrece un genoma de referencia verdaderamente excepcional para otros estudios genómicos comparativos y evolutivos en plantas con flores».

Los investigadores, utilizando este genoma de referencia excepcional , identificaron un evento de disposición cromosómica compartida en magnólidos y monocotiledóneas que faltaba en los eudicots. Este hallazgo sugiere que los magnólidos y las monocotiledóneas son clados hermanos, con eudicots como su linaje hermano.

Los científicos se enfrentaron al desafío de resolver la relación entre estos tres clados utilizando inferencias filogenéticas basadas en datos de secuencia . Sin embargo, al estudiar las variaciones estructurales genómicas, pudieron superar la escasez de divergencia de secuencia informativa generada durante la diversificación rápida.

Los investigadores también descifraron el genoma de A. fimbriata para estudios de genómica funcional de su desarrollo floral altamente especializado y biosíntesis de productos naturales.

Al identificar homólogos asociados e investigar sus historias evolutivas y patrones de expresión, los investigadores revelaron genes de desarrollo floral altamente conservados y su red reguladora corriente abajo distintiva que puede contribuir a la morfología floral compleja en A. fimbriata.

También reconstruyeron la vía de biosíntesis completa del ácido aristolóquico I e identificaron la base molecular subyacente a la biosíntesis de terpenoides y ácido aristolóquico en A. fimbriata.



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