Una nueva investigación publicada esta semana identifica las características genómicas que podrían haber hecho posible la domesticación del maíz y la soya, dos de las especies de cultivos más críticas del mundo.
La investigación, publicada el jueves en la revista académica revisada por pares biología del genoma tiene implicaciones sobre cómo los científicos entienden la domesticación, o el proceso por el cual los humanos han sido capaces de reproducir plantas para obtener rasgos deseables a través de siglos de cultivo. Los investigadores se basaron en grandes cantidades de datos sobre los genomas del maíz y la soya y compararon secciones particularesde los genomas de especies silvestres y variedades domésticas, señalando dónde los genomas divergieron más marcadamente.
Los investigadores de la Universidad Estatal de Iowa trabajaron con científicos de la Universidad de Georgia, la Universidad de Cornell y la Universidad de Minnesota. Los investigadores estudiaron más de 100 accesiones de las comparaciones de maíz con teosinte, su especie progenitora. También analizaron 302 accesiones de un conjunto de datosde soja silvestre y domesticada.
"Cortamos los genomas en secciones específicas y los comparamos", dijo Jianming Yu, profesor de agronomía y Presidente Distinguido Pionero en Mejoramiento de Maíz. "Es un ángulo nuevo que no muchos han mirado con respecto a la evolución del genoma y la domesticación. Buscamos 'macro-cambios ', o patrones principales de todo el genoma, y los encontramos "
El cultivo humano creó un cuello de botella en el material genético asociado con el maíz y la soya, dijo Yu. Como los humanos seleccionaron por rasgos particulares que encontraron deseables en sus cultivos, limitaron la variación genética disponible en el genoma de la planta. Sin embargo, los investigadores encontraron variosáreas en los genomas de las especies involucradas en el estudio donde la divergencia genómica parecía concentrarse.
"Estos patrones en los cambios en la base de todo el genoma ofrecen una idea de cómo la domesticación afecta la genética de las especies", dijo Jinyu Wang, el primer autor del artículo y un estudiante graduado en agronomía.
La variación en las bases de nucleótidos entre especies silvestres y domesticadas apareció más pronunciada en las porciones no genéticas de los genomas, o en las partes de los genomas que no codifican proteínas. El estudio también encontró una mayor variación en las regiones pericentroméricas, o en áreas cercanasel centrómero de los cromosomas y en áreas de alta metilación, o áreas en las que se agregan grupos metilo a una molécula de ADN. La metilación puede cambiar la actividad de un segmento de ADN sin cambiar su secuencia.
El estudio analizó la aparición de mutaciones en los genomas de los cultivos domesticados y sus especies progenitoras.
"Ahora creemos que es probable que los buenos candidatos para la domesticación, como el maíz y la soya, ocupen un punto medio en su disposición a mutar", dijo Xianran Li, profesor adjunto adjunto de agronomía y coautor del estudio.
"Si no hay mutación, entonces todo permanece igual y no tenemos evolución", dijo Yu. "Pero demasiadas mutaciones pueden acabar con una especie".
Los hallazgos del estudio apuntaron a importantes vínculos entre la radiación UV del sol y la evolución del genoma. La radiación UV es un mutágeno natural, y deja una huella especial cuando ocurre, dijo Yu. Los autores del estudio encontraron muchas más de estas huellas en la modernamaíz y soja que sus parientes silvestres.
La financiación para la investigación provino de la National Science Foundation, el Centro Raymond F. Baker de Fitomejoramiento de la Universidad Estatal de Iowa y el Instituto de Ciencias de las Plantas de la ISU.
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Materiales proporcionados por Universidad Estatal de Iowa . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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