La variación críptica alimenta el cambio fenotípico de las plantas a través de la epistasis jerárquica

Área de la Ciencia:

• La genética
• Biología evolutiva
• Biología vegetal

Sus antecedentes:

• Se cree que las variantes genéticas crípticas alimentan el cambio evolutivo a través de las interacciones.
• La pangenómica revela una amplia variación en las regiones y redes reguladoras.
• El estudio del papel de la variación críptica en la diversificación fenotípica es un desafío.

Objetivo del estudio:

• Investigar cómo las variantes genéticas crípticas y las redes reguladoras de genes influyen en la evolución fenotípica.
• Explorar el papel de los pares de genes parálogos y sus interacciones en la formación de rasgos complejos.
• Comprender los mecanismos subyacentes al amortiguamiento fenotípico y al cambio evolutivo rápido.

Principales métodos:

• Se identificaron variantes crípticas cis-reguladoras y reguladores trans en genes parálogos del tomate.
• Construyó una red reguladora de genes que controla la arquitectura de la inflorescencia.
• Generó 216 genotipos mediante la combinación de mutaciones codificantes y cis-reguladoras en cuatro genes de red.
• Inflorescencia cuantificada con más de 35.000 ejemplares.
• Se analizaron los datos de genotipo y fenotipo utilizando un modelo de epistasis jerárquico.

Principales resultados:

• Se descubrieron interacciones dependientes de la dosis dentro de pares parálogos que mejoran la ramificación.
• Reveló efectos sinérgicos de la acumulación de mutaciones dentro de pares parálogos.
• Se identificaron interacciones antagónicas entre pares parálogos, donde las mutaciones en un par amortiguaron los efectos en otro.
• Demostró cómo la arquitectura de la red reguladora de genes y la diversificación de parálogos dan forma al espacio fenotípico.

Conclusiones:

• La estructura de la red reguladora de genes y los efectos de dosificación complejos de la diversificación parálogo son los principales impulsores de la variación fenotípica.
• Estos mecanismos permiten tanto fenotipos estables y amortiguados como cambios fenotipos rápidos y significativos.
• El estudio proporciona información sobre el potencial evolutivo almacenado dentro de la variación genética críptica.