El genoma de una planta está compuesto por los genes, pero también por otros elementos como la fracción repetitiva. Esta componente repetitiva está formada por dos tipos de secuencias: los transposones y las secuencias repetidas en tándem. A pesar de que, en muchos casos, esta parte ocupa más de la mitad del genoma de las plantas, hasta hace poco se la conocía como “genoma basura” ya que se creía que no tenía ningún tipo de utilidad. Ahora se busca cuál es la función que tiene, pero para ello hay que caracterizar y estudiar esta parte que hasta ahora no había sido tenida en cuenta.
Con el objetivo de esclarecer los procesos que llevaron a la estructura actual del genoma del olivo cultivado, conocer la cantidad y composición de esa fracción repetitiva en el género Olea y, en definitiva, trazar el árbol genealógico del olivo, los investigadores de la Unidad de Excelencia María de Maeztu – Departamento de Agronomía (DAUCO) Concepción Muñoz Díez y Carlos Trapero colaboraron con el equipo de la Universidad de Pisa liderado por Flavia Mascagni. Para ello llevaron a cabo una caracterización profunda de la fracción repetitiva del olivo en comparación con otras cuatro especies pertenecientes al género Olea, mediante análisis bioinformáticos y de hibridación in situ.
Tras la cuantificación y comparación de la composición la fracción repetitiva en Olea exasperata (de Sudáfrica), Olea europaea subsp. europaea var. sativa (el olivo cultivado), Olea europaea subsp. cuspidata, Olea europaea subsp. guanchica (que crece en Canarias) y Olea paniculata (como taxón más alejado, un ancestro del género Olea que crece sólo en Australia) se determinó que en las cuatro subespecies más emparentadas la parte repetitiva del genoma ocupaba en torno al 50% del mismo, mientras que en el ancestro más alejado ocupaba un 70% del genoma.
En cuanto a la composición de esa fracción repetitiva, el equipo comprobó que, mientras en las cuatro Oleas más emparentadas predominaban las secuencias repetidas en tándem y no los transposones, en Olea paniculatala situación era inversa. “La hipótesis que hay es que hay una competencia entre los transposones y las secuencias repetidas en tándem, de tal manera que el genoma de algún modo, regula esta composición teniendo en cuenta una relación inversa entre los dos grupos” explica Concepción Muñoz.
Las diferencias en la fracción repetitiva entre las cuatro subespecies más emparentadas y la especie más alejada (O. paniculata) sugiere que “estos cambios ocurrieron después de la divergencia entre paniculata y las demás especies estudiadas”, es decir, el aumento de las repeticiones en tándem que hay en el resto de Olea estudiadas, pero no en paniculata. De esta manera, se consigue dibujar el árbol genealógico del olivo con la contribución de esta parte del genoma hasta ahora olvidada.
En este estudio, además, se identificaron 11 familias principales de repeticiones en tándem, cinco de las cuales fueron descubrimientos novedosos.
Analizar el genoma, algo que actualmente es más fácil gracias a la publicación del primer genoma completo del olivo en 2016 y el abaratamiento de técnicas, permite inferir eventos de evolución genómica que han tenido lugar antes o después de la escisión de un taxón y facilitar el dibujo del mapa familiar de este género de plantas.
Con este trabajo se arroja luz sobre la evolución del género Olea y, además, se destaca el papel de la fracción repetitiva del genoma en el estudio de esta evolución
Referencia:
Mascagni F, Barghini E, Ceccarelli M, Baldoni L, Trapero C, Díez CM, Natali L, Cavallini A, Giordani T. The Singular Evolution of Olea GenomeStructure. Front PlantSci. 2022 Mar 31;13:869048. doi: 10.3389/fpls.2022.869048