La filogenómica revela múltiples pérdidas de la simbiosis de los nódulos de las raíces fijadoras de nitrógeno

Área de la Ciencia:

• Biología vegetal
• La genómica
• Biología evolutiva

Sus antecedentes:

• La simbiosis de los nódulos de las raíces con las bacterias fijadoras de nitrógeno es vital para los ciclos globales de nitrógeno y la agricultura.
• Esta simbiosis se encuentra en un número limitado de géneros de plantas dentro de un clado específico de plantas con flores.
• La distribución dispersa sugiere factores genéticos subyacentes que influyen en su presencia o ausencia.

Objetivo del estudio:

• Investigar la base genética para la ocurrencia restringida y dispersa de la simbiosis de nódulos de raíz.
• Explorar la historia evolutiva y la regulación genética de esta importante interacción entre plantas y microbios.

Principales métodos:

• Secuenciación del genoma de 10 especies de plantas diversas involucradas en la simbiosis de nódulos.
• Análisis genómico comparativo de 37 especies de plantas, incluidos parientes nodulantes y no nodulantes.
• Identificación de mutaciones de pérdida de función en genes simbióticos clave.

Principales resultados:

• Se identificaron múltiples eventos independientes de pérdida de función en el gen regulador simbiótico esencial NODULE INCEPTION (NIC).
• Encontró estas pérdidas de genes en 10 de las 13 especies no noduladoras dentro del clado estudiado.
• Los hallazgos indican una distribución histórica más amplia y una selección significativa contra esta simbiosis.

Conclusiones:

• La distribución dispersa de la simbiosis de nódulos de raíz de fijación de nitrógeno está formada por múltiples pérdidas de genes independientes.
• El regulador simbiótico indispensable NODULE INCEPTION juega un papel crítico en la evolución de este rasgo.
• Hay una presión evolutiva subestimada que actúa en contra del establecimiento o mantenimiento de esta simbiosis en las plantas.