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roble. © Inra, WEBER Jean

El genoma del roble revela secretos sobre la longevidad de los árboles

Un consorcio internacional coordinado por el INRA y el CEA ha secuenciado el genoma del roble común. La investigación, publicada en la revista científica Nature Plants, revela dos factores relacionados con la longevidad de esta emblemática especie. El primero es la presencia de todo un arsenal de genes de resistencia, particularmente rico y variado, que les permite a los árboles defenderse de sus principales predadores (champiñones, patógenos, oomicetos, insectos, bacterias y virus) a lo largo de su vida. El segundo factor es la existencia de mutaciones somáticas que pueden ser transmitidas a la siguiente generación, lo cual genera preguntas sobre su importancia evolutiva.

Actualización: 09/08/2018
Publicación: 18/06/2018
Palabras clave: genoma - roble - longevidad

Los árboles son un elemento primordial de nuestro patrimonio natural y cultural. Presentes en nuestros paisajes más comunes, brindan servicios inestimables a las sociedades humanas. A lo largo de la historia, las diferentes civilizaciones les han atribuido múltiples representaciones simbólicas, principalmente a causa de su longevidad y resiliencia frente a condiciones ambientales heterogéneas. Estas representaciones, que van desde lo sagrado y lo místico hasta lo popular, invocan estabilidad, resistencia y larga vida.

Un genoma de referencia para una de las 400 especies de roble

Un equipo de investigadores del INRA y del CEA se interesó por descubrir si la longevidad de los árboles, ámbito en el que los robles son emblemáticos, tiene bases genéticas. Para comenzar, los científicos tomaron como referencia el genoma del roble común (Quercus robur). Utilizando la tecnología de secuenciación de alto rendimiento, pudieron secuenciaron los 750 millones de nucleótidos de esta especie tan común en Europa, cuya diversidad genética es diez veces mayor que la del ser humano.

Un genoma bien dotado de genes de resistencia contra bioagresores, lo cual puede explicar su longevidad

Robles de 150 años en el bosque de Bercé (Francia). © Inra, Didier Bert
Robles de 150 años en el bosque de Bercé (Francia) © Inra, Didier Bert
La anotación de este genoma revela un 51 % de elementos transponibles, secuencias del ADN capaces de moverse por el genoma, y 26 000 genes, de los cuales un 36 % están organizados en grupos de genes contiguos (proporción que normalmente es de tan solo un 15 % en las plantas). El estudio muestra que estas duplicaciones en grupo han beneficiado particularmente a los genes de resistencia del roble. No obstante, la comparación de los genomas de especies herbáceas anuales (arabidopsis, soja, papa, sandía) con plantas leñosas perennes (roble, álamo, eucalipto, duraznero) evidencia que este mecanismo de expansión de genes de resistencia no es exclusivo del roble, sino que está presente en todas las especies estudiadas. Los árboles están expuestos constantemente a bioagresores capaces de evolucionar rápidamente, sobre todo en comparación con estos organismos de largo tiempo generacional. En estas condiciones, la riqueza genética de su sistema inmunitario les permite interactuar con una gran variedad de microorganismos, principalmente patógenos, a lo largo de su vida.

Los árboles, posibles mosaicos genéticos

Los organismos multicelulares acumulan mutaciones somáticas durante su etapa de crecimiento. En este estudio, los científicos se interrogaron sobre la importancia de estas mutaciones en un árbol como el roble, caracterizado por su longevidad. Para ello compararon el genoma de muestras provenientes de los extremos de ramas de diferentes edades de un roble común centenario. Los resultados muestran que el árbol va desarrollando extrañas mutaciones con el tiempo, y que estas pueden ser transmitidas a la descendencia. El siguiente paso será determinar si estas mutaciones, verdaderas generadoras de diversidad, pueden conferir una ventaja selectiva a los individuos que las presentan.

Actualmente, el genoma de referencia del roble se utiliza para estudiar los procesos evolutivos implicados en la adaptación y la especiación del roble blanco europeo, sobre todo después de la última recolonización posglacial. Asimismo, este trabajo permitirá reconstituir las trayectorias evolutivas que forman parte de la historia de estas especies, tal y como se ha hecho con los seres humanos, principalmente gracias al análisis del ADN antiguo que se puede extraer de restos de bosques fósiles.

Contacto
Contacto científico:

  • Christophe Plomion (33 5 35 38 53 26) Unidad de Biodiversidad, Genes y Comunidades BIOGECO (INRA, Universidad de Burdeos)
Contacto de prensa:
Servicio de prensa del INRA (33 1 42 75 91 86)
Departamento asociado:
Forest, Grassland and Freshwater Ecology
Centro asociado:
Nouvelle-Aquitaine-Bordeaux

Referencia

Oak genome reveals facets of long lifespan.

Plomion C, Aury JM, Amselem J, Leroy T, Murat F, Duplessis S, Faye S, Francillonne N, Labadie K, Le Provost G, Lesur I, Bartholomé J, Faivre-Rampant P, Kohler A, Leplé JC, Chantret N, Chen J, Diévart A, Alaeitabar T, Barbe V, Belser C, Bergès H, Bodénès C, Bogeat-Triboulot MB, Bouffaud ML, Brachi B, Chancerel E, Cohen D, Couloux A, Da Silva C, Dossat C, Ehrenmann F, Gaspin C, Grima-Pettenati J, Guichoux E, Hecker A, Herrmann S, Hugueney P, Hummel I, Klopp C, Lalanne C, Lascoux M, Lasserre E, Lemainque A, Desprez-Loustau ML, Luyten I, Madoui MA, Mangenot S, Marchal C, Maumus F, Mercier J, Michotey C, Panaud O, Picault N, Rouhier N, Rué O, Rustenholz C, Salin F, Soler M, Tarkka M, Velt A, Zanne A, Martin F, Wincker P, Quesneville H, Kremer A, Salse J. 

Nature Plants 2018 http://dx.doi.org/10.1038/s41477-018-0172-3