Los genomas ofrecen nuevos conocimientos sobre el fascinante sistema simbiótico de higo-avispa

Higos y avispas del higo. Crédito: WANG Gang

Los banianos son higueras que comienzan su vida como epífitas. La característica más notable de banyan. Ficus especie son sus extraordinarias raíces aéreas, que les permiten vivir como hemi-epífitas, al igual que los higos estranguladores que se ven a menudo en los bosques tropicales.

Al ser especiales por su inflorescencia cerrada en forma de urna, las plantas de higuera dependen de insectos polinizadores específicos (avispas de las higueras) para la polinización y, a su vez, brindan alimento y refugio para que los polinizadores se reproduzcan. Se requiere una correspondencia morfológica y comunicación de señalización para la ubicación del hospedador entre los higos y sus polinizadores para que la polinización y la oviposición tengan éxito.

Este mutualismo obligado es un caso fascinante de codiversificación extrema planta-insecto.

Banyan Tree en Xihsuangbanna

Banyan Tree en Xihsuangbanna. Crédito: WANG Gang

En un estudio publicado en la revista Célula, investigadores de la Universidad de Agricultura y Silvicultura de Fujian (FAFU) y el Jardín Botánico Tropical Xishuangbanna (XTBG) proporcionaron información sobre la coevolución higo-avispa a través de análisis comparativos de dos Ficus genomas: uno con raíces aéreas y otro sin, uno monetario y otro dioico, así como el genoma de una avispa polinizadora coevolucionante. También secuenciaron más muestras de higos y polinizadores.

Los investigadores secuenciaron genomas del baniano chino monetario, F. microcarpa, y una especie dioica sin raíces aéreas, F. hispida, y un genoma de avispa coevolucionando con F. microcarpa, Eupristina verticillata. Análisis comparativo de los dos Ficus Los genomas revelaron una variación dinámica del cariotipo asociada con la evolución adaptativa.

“Cuantificamos la auxina endógena en F. microcarpa y F. hispida, y propuso que una vía dependiente de auxinas promovida por la luz está asociada con la iniciación, el crecimiento y la formación de patrones de raíces aéreas ”, dijo WANG Gang, profesor asociado de XTBG y coautor del estudio.

Además, los investigadores construyeron un mapa genético paterno F1 de ultradensidad y un cromosoma Hi-C para estudiar la determinación del sexo y la evolución del sexo en Ficus plántulas. Encontraron un cromosoma Y naciente en F. hispida y un paralog AGAMOUS específico de macho, el gen FhAG2, como gen candidato para la determinación del sexo de esta especie de higo.

“También establecimos una filogenia de Ficus mediante el uso de datos de genomas resecuenciados de 112 Ficus adhesiones que comprenden 62 Ficus especies. Nuestro análisis filogenético reveló que la monoa representa el sistema reproductivo ancestral en todo el género ”, señaló el estudio.

Por último, los investigadores investigaron un posible mecanismo molecular de coevolución entre 14 especies de higos del subgénero Sycomorus y sus avispas polinizadoras obligadas. Identificaron genes candidatos que se habían sometido a selección y los compuestos de señalización específicos de la especie que eran esenciales para la comunicación en tres pares de especies de higo y avispa.

“Análisis genómico poblacional del subgénero Sycomorus higos y sus avispas polinizadoras obligadas y pruebas electrofisiológicas de polinizadores que responden a los aromas florales emitidos por tres diferentes Ficus las especies apoyan las funciones importantes de las vías del mevalonato y del shikimato en la atracción de polinizadores específicos de la especie y revelan los posibles mecanismos moleculares de codiversificación en este mutismo obligado ”, dijo WANG.

«El trabajo, que integra los esfuerzos de varias universidades e institutos de China y el extranjero, en particular la experiencia en análisis genómico de FAFU y la biología de higos de XTBG, mejorará nuestra comprensión del mutualismo específico de especies entre los higos y las avispas de los higos», dijo CHEN Jin , uno de los autores correspondientes del estudio.

Referencia: «Los genomas del árbol de Banyan y la avispa polinizadora proporcionan información sobre la coevolución entre higos y avispas» por Xingtan Zhang, Gang Wang, Shengcheng Zhang, Shuai Chen, Yibin Wang, Ping Wen, Xiaokai Ma, Yan Shi, Rui Qi, Yang Yang, Zhenyang Liao, Jing Lin, Jishan Lin, Xiuming Xu, Xuequn Chen, Xindan Xu, Fang Deng, Lihua Zhao, Yi-lun Lee, Rong Wang, Xiao-Yong Chen, Yann-rong Lin, Jisen Zhang, Haibao Tang, Jin Chen y Ray Ming, 8 de octubre de 2020, Célula.
DOI: 10.1016 / j.cell.2020.09.043