Nuevos datos de la evolucion de los genes de la respuesta inmunitaria de las plantas

Un estudio de la Universidad de Barcelona ofrece nuevas pistas sobre la evolucion del sistema inmunitario en poblaciones europeas de la planta Arabidopsis thaliana y los mecanismos subyacentes en el mantenimiento de determinados genes relacionados con la inmunidad en la naturaleza.

La especie Arabidopsis thaliana, que se distribuye de modo natural por todo el hemisferio norte, es un miembro de la misma familia de la mostaza. Se trata de un organismo muy importante como modelo de estudio en biologia vegetal, ya que su genoma es relativamente pequeño y muy adecuado para los estudios geneticos.

Una investigacion, publicada en la revista PLOS Genetics, ofrece nuevas pistas sobre la evolucion del sistema inmunitario en poblaciones europeas de esta planta y los mecanismos subyacentes en el mantenimiento de determinados genes relacionados con la inmunidad en la naturaleza.

El camino evolutivo de los genes de la inmunidad

La evolucion natural de genes de resistencia (R) en las plantas puede provocar una respuesta autoinmunitaria en determinadas circunstancias geneticas. Este fenomeno se denomina incompatibilidad hibrida asociada al sistema inmunitario (HI, del ingles hybrid incompatibility), y provoca la inhibicion del crecimiento y la perdida de fertilidad por la activacion inadecuada y permanente de las defensas de la planta.

Estas incompatibilidades hibridas reflejan probablemente distintos caminos evolutivos que han emprendido en la naturaleza genes relacionados con la inmunidad; pero no esta claro si estas trayectorias divergentes son causa de la adaptacion local o de la deriva genetica, es decir, el cambio en la frecuencia de una variante del gen (alelo) en una poblacion debido al azar.

En este estudio, los investigadores examinaron la arquitectura genetica de un grupo de genes de resistencia presentes en la cepa Landsberg de Arabidopsis thaliana centroeuropea. Esta cepa es incompatible con cepas provenientes de Asia central; es decir: existe un mecanismo genetico que impide el crecimiento de los hibridos correspondientes.

Hemos comprobado que la expresion de un gen de resistencia de Landsberg (R3), dentro de un cluster de ocho genes R en tandem (R1-R8), controla el equilibrio entre crecimiento y defensa, pero que R3 necesita por lo menos otro miembro del cluster para condicionar la incompatibilidad con cepas de Asia central, explica Ruben Alcazar, investigador Ramon y Cajal de la Facultad de Farmacia de la Universidad de Barcelona, que firma este trabajo en colaboracion con investigadores del Instituto Max Planck de Investigacion Fitogenetica y del Instituto Max Planck para la Biologia del Desarrollo (Alemania).

Una incompatibilidad mantenida en el tiempo

Los investigadores han rastreado estos grupos de genes en una poblacion local de Arabidopsis descendiente de la cepa Landsberg que mantiene la incompatibilidad con las cepas de Asia central. El hecho de que esta combinacion genetica de incompatibilidad aparezca en el 30% de individuos geneticamente distintos en estos descendientes sugiere que no ha surgido recientemente, sino que se ha mantenido a traves de seleccion o deriva genetica durante varias decadas.

La concurrencia en la misma poblacion de individuos que contienen distintos genes de resistencia no causantes de HI sirve de base para determinar las fuerzas geneticas, ambientales y ecologicas influyentes, y como los genes relacionados con la respuesta inmunitaria de las plantas evolucionan y se diversifican en la naturaleza.

Referencia bibliografica:

Ruben Alcazar, Marcel von Reth, Jaqueline Bautor, Eunyoung Chae, Detlef Weigel, Maarten Koornneef y Jane E. Parker. Analysis of a plant complex resistance gene locus underlying immune-related hybrid incompatibility and its occurrence in nature. PLOS Genetics, diciembre de 2014. Doi: 10.1371/journal.pgen.1004848

FUENTE: agenciasinc.es

universidadagricola.com

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