Proyectos
Genómica y transcriptómica comparada de Pilostyles boyacensis (Apodanthaceae), una extraordinaria planta con flor holoparásita de bosques secos de Colombia
Resumen
La familia Apodanthaceae es una de las doce familias de plantas con flor parasíticas y la única dentro del orden Cucurbitales (al que pertenecen la calabaza, el pepino y el melón). Las adaptaciones, evolución y forma de vida de estas plantas son únicas en el reino vegetal, debido a que las estructuras vegetativas (raíces, tallos y hojas) se reducen a series de células no fotosintéticas similares a las de un micelio y totalmente endofíticas (esto es, crecen dentro del hospedero). La familia Apodanthaceae está conformada por dos géneros y 13 especies, una de las cuales (Pilostyles boyacensis) fue recientemente descubierta en matorrales secos de la Cordillera Oriental Colombiana (González & Pabón-Mora, 2014 a, b) Aunque las pocas especies de la familia están distribuidas en cuatro de los cinco continentes (América, África, Asia y Australia), son muy poco frecuentes, poco conocidas, difíciles de encontrar y totalmente dependientes de sus hospederos, por lo general propias de lugares xerofíticos. Se estima que esta relación parásito-hospedero ha estado ocurriendo por lo menos durante 65 millones de años y quizás precedió la separación de los continentes que conformaban Gondwana. P. boyacensis parasita tallos de la leguminosa Dalea cuatrecasasii, de los cuales emergen las diminutas flores (< 3 mm diámetro), que son las únicas estructuras visibles de la parásita. Esta relación es quizás la más compleja y la menos conocida en los casos reportados de relaciones planta-planta. Junto a la drástica reducción del plastoma (uno de los más reducidos en plantas con semilla; Bellot & Renner, 2015) y de los órganos vegetativos, el desarrollo de la flor de Pilostyles también presenta las siguientes modificaciones únicas en angiospermas: el desarrollo floral ocurre totalmente dentro del hospedero; las anteras están totalmente transformadas en diminutos sinangios formados por numerosos sacos polínicos fusionados al eje floral; las pi}ezas externas del perianto son tepaloides y se forman en tres diferentes niveles de la flor. En cuanto al mitogenoma, no existen investigaciones en este grupo de plantas que permitan comparar su evolución con respecto a otras plantas parásitas. Debido a que las flores y los frutos son los únicos órganos completamente desarrollados en Pilostyles, el proyecto incluirá la caracterización de genes de desarrollo floral. El desarrollo floral típico en una angiosperma implica una primera fase consistente en la transición de un meristema vegetativo a un meristema floral y, posteriormente, la adquisición de la identidad de los órganos florales. Estos procesos en plantas modelo (e.g. Arabidopsis thaliana y Anthirrhinum majus) han sido ampliamente estudiados y de éstos surgió el modelo de desarrollo floral ABCE, que predice la interacción coordinada de cuatro clases de genes (A, B, C y E) encargados de la identidad de los órganos florales (Coen & Meyerowitz, 1991; Peláz et al. 2000). No obstante, el modelo no ha sido explorado en plantas holoparasíticas, en las que tanto el desarrollo como la morfología y la función de las flores no dependen directamente de una fase vegetativa autótrofa. Este proyecto pretende secuenciar el transcriptoma y (a baja profundidad) el genoma de Pilostyles boyacensis, a fin de detectar posible reducción y/o pseudogenización en el plastoma y el mitogenoma; y de aislar los genes ortólogos de identidad floral con referencia a especies no parasíticas del orden Cucurbitales (pepino y melón). A la vez, nos permitirá inferir la evolución de genes del desarrollo en frutos y semillas en condiciones extremas de parasitismo planta-planta y condiciones limitadas de agua y elevada exposición solar en ambientes tropicales.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA NACIONAL DE PROYECTOS PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN, CREACIÓN E INNOVACIÓN DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2016-2018
Modalidad:Modalidad Única
Responsable