Investigadores de la Escuela Politécnica Superior de Huesca y de la Estación Experimental de Aula Dei han diseñado nuevos algoritmos para la identificación de subgenomas desconocidos (“fantasmas”) en plantas poliploides que ayudará a entender las propiedades de plantas silvestres y de cultivos. Entre ellos, los de trigo, patata, café, soja, caña de azúcar, fresa, algodón o colza, entre otros.
Investigadores del grupo Bioflora de la Escuela Politécnica Superior de Huesca (Universidad de Zaragoza), junto con colegas de la Estación Experimental de Aula Dei (EEAD-CSIC), Rubén Sancho, Antonio Díaz-Pérez, Luis A. Inda, Bruno Contreras-Moreira y Pilar Catalán, también miembros del BIFI-Unidad Asociada CSIC y del IA2, han diseñado una nueva herramienta informática PhyloSD (Phylogenomic Subgenome Detection) para la identificación de subgenomas “fantasma” en plantas poliploides, hasta ahora difícilmente reconocibles con las metodologías disponibles.
Esto posibilitará avanzar en un conocimiento cada vez más profundo de la diversidad genómica de los vegetales, tanto en sus propiedades y adaptaciones así como en el ámbito de su regulación genómica, tanto en plantas silvestres como en cultivos poliploides habituales.
Pilar Catalán, catedrática del Departamento de Ciencias Agrarias y del Medio Natural de la Escuela Politécnica Superior de Huesca y miembro del Instituto Universitario de Investigación de Biocomputación y Física de Sistemas Complejos (BIFI) de la Universidad de Zaragoza, ha destacado que «identificar esos subgenomas constituye una labor ardua, que ha fracasado en muchos casos. Incluso algunos cultivos poliploides profusamente analizados genómicamente como la fresa octoploide, poseen algunos subgenomas «fantasma» que han sido erróneamente reconocidos».
Nueva herramienta PhyloSD
En este sentido, la tubería informática PhyloSD ha logrado identificar con alta precisión los subgenomas divergentes de especies poliploides del género modelo de gramíneas Brachypodium, y complementariamente al desarrollo de análisis cariotípicos comparados, han logrado caracterizarlos por sus alelos y sus códigos de barras FISH (barcodes) cromosómicos.
El procedimiento ha sido empleado en el estudio de seis especies poliploides de Brachypodium (B. boissieri, B. hybridum, B. mexicanum, B. phoenicoides, B. retusum, B. rupestre) entre las que se han detectado y caracterizado siete subgenomas, tres derivados de especies diploides conocidas y cuatro derivados de progenitores diploides desconocidos (subgenomas “fantasma”).
La importancia de esta contribución científica radica en el avance que supone la caracterización subgenómica de las plantas poliploides, dado el amplio desconocimiento actual sobre la identidad de los subgenomas progenitores de la mayoría de ellas.
La poliploidía es un fenómeno muy común entre las plantas actuales; en algunas familias botánicas el porcentaje de especies poliploides puede alcanzar el 70% del total de sus especies (siendo el resto diploides). Esta característica constituye una fuerza evolutiva que consiste en el incremento del tamaño del genoma causado por la presencia de tres o más juegos de cromosomas dentro de las células somáticas. Además, permite moldear la aparición y distribución de cientos de especies de plantas.
Hay incluso algunos géneros que contienen exclusivamente especies poliploides, habiéndose extinguido todas las especies diploides que los originaron. Existen plantas poliploides tanto silvestres como cultivadas y, de hecho, algunos de los cultivos más importantes son poliploides (trigos, patata, café, soja, caña de azúcar, fresa, algodón, colza, etc.).
El conocimiento de los subgenomas de las plantas poliploides es esencial ya que ciertos subgenomas poseen genes (o alelos) que no poseen los otros subgenomas (o que están silenciados en ellos), o que se expresan en mayor o menos proporción, y dichas expresiones le confieren propiedades especiales a la planta.
