2013-12-21

Subject: Genoma de arbusto revela segredos do poder das flores

 

Genoma de arbusto revela segredos do poder das flores

 

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@ Nature/Sangtee KimUm arbusto de flores creme que é o descendente vivo mais próximo das primeiras plantas angiospérmicas viu agora o seu genoma descodificado.

A sequência do DNA do Amborella trichopoda indicia as adaptações genéticas que ajudaram as flores a emergir e a conquistar o mundo há cerca de 160 milhões de anos, numa explosão evolutiva descrita por Charles Darwin como "um mistério abominável".

Praticamente tudo o que diz respeito ao Amborella é perfeito para um teste para os botânicos. Este arbusto apenas cresce naturalmente em 18 locais da ilha Grande Terre da Nova Caledónia no sul do Pacífico e em mais lado nenhum da Terra e as suas estruturas reprodutoras estão envoltas em tépalas.

A Amborella é a única espécie nos seus género, família e ordem. “Filogeneticamente é o equivalente ao ornitorrinco de bico de pato e aos monotrématos", diz Claude dePamphilis, biólogo vegetal evolutivo na Universidade Estadual da Pensilvânia em University Park, que co-liderou os investigadores no Projecto Genómico Amborella. Os frutos do seu trabalho foram agora publicados em três artigos na revista Science.

Tal como o genoma do ornitorrinco forneceu pistas para a emergência dos mamíferos, o do Amborella dá-nos um vislumbre das alterações que ajudaram as angiospérmicas a diversificar-se a partir de um ancestral comum às gimnospérmicas, a outra grande linhagem em plantas, que inclui as coníferas.

A comparação do genoma do Amborella com o dessas outras plantas sugere que um primeiro ancestral das plantas com flor ganhou uma cópia duplicada do seu genoma, um processo conhecido por poliplóidia. 

Muitas angiospérmicas são conhecidas por serem poliplóides: as batateiras, por exemplo, têm entre duas a seis cópias de cada genoma. Mas a duplicação no Amborella é anterior a todas as outras poliploidias, diz dePamphilis, que liderou uma equipa que em 2011 já tinha inferido esta duplicação a partir de dados genéticos mais limitados.

 

A duplicação pode ter acelerado a diversificação e expansão das plantas com flor ao fornecer cópias extra de cada gene para a evolução 'brincar' e originar novas funções, sugere dePamphilis.

A origem das flores, a característica distintiva das angiospérmicas, pode ser explicada por uma colecção de genes que surgiram quando estas plantas se separaram das gimnospérmicas, revela a análise do genoma do Amborella. Cerca de um quarto dos genes envolvidos na floração não têm correspondentes óbvios no genoma das gimnospérmicas, enquanto os outros três quartos já existiam no ancestral comum de ambas as linhagens. 

A análise da equipa também fornece pistas para a evolução de sementes complexas, aromas florais e outras características das plantas com flor.

Keith Adams, geneticista molecular vegetal na Universidade da Colúmbia Britânica em Vancouver, Canadá, pensa que a ideia de que uma duplicação do genoma ajudou as plantas com flor a diversificar-se é “uma hipótese intrigante, apesar de impossível de provar". Os botânicos que estudam outras plantas deverão considerar o genoma do Amborella como ponto de referência para a identificação e estudo de famílias de genes em plantas como as agrícolas, diz ele.

A equipa de dePamphilis também analisou a diversidade genética do Amborella, identificando quatro populações distintas em Grande Terre. A planta pode, em tempos, ter-se distribuído por maiores áreas da Nova Caledónia e mais além, pelo que os esforços de conservação se devem focar em preservar a diversidade que resta, diz DePamphilis, “é uma planta muito especial".

 

 

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