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Evolución de la familia de genes MADS-box (AGL12 y ANR1) potencialmente involucrados en el epifitismo en orquídeas

Resumen

Las epífitas germinan y se sostienen de forma no parasitaria en otras plantas e involucran una serie de características morfológicas, fisiológicas, y ecológicas. Se cree que la evolución de estos rasgos ha provocado la diversificación rápida e independiente en las orquídeas. Los genes MADS-box codifican una familia de factores de transcripción que controlan procesos del desarrollo de la planta e incluye a AGL12 (AGAMOUS-Like 12) y ANR1(Arabidopsis NITRATE REGULATED1) implicados en la diferenciación de células de la raíz y desarrollo de raíces laterales, respectivamente. Se evaluó la evolución molecular de la familia de genes MADS-box AGL12 y ANR1 en A. shenzhenica (orquídea terrestre) y P. equestris (orquídea epífita) mediante herramientas bioinformáticas. Se obtuvieron secuencias de referencia de los genes en A. thaliana y O. sativa y búsqueda de homólogos en Orchidbase. Se alinearon, se calculó el mejor modelo evolutivo y árboles filogenéticos; se analizó la expresión diferencial de los genes y se calcularon las proporciones de tasas de sustitución de mutaciones sinónimas (Ks) y no sinónimas (Ka). AGL12 es exclusivo de A. shenzhenica. Parece ser que ApshAGL12_1 divergió más temprano y tuvo selección positiva, se sugiere que tiene un potencial adaptativo en las raíces de acuerdo al análisis filogenético, expresión y selección. En P. equestris no hubo homólogos ni expresión diferencial en la mayoría de las copias e interviene un mecanismo diferente para la misma función. ANR1 está reducido en P. equestris (una copia) comparado con A. shenzhenica (cuatro copias). Se sugiere que la reducción está relacionada con la ausencia de raíces laterales aéreas en P. equestris, pero los mecanismos genéticos de esta función necesitan más investigación.