La duplicación del genoma completo a menudo se sugiere como un importante impulsor de la variación y complejidad del desarrollo en las plantas. Sin embargo, sus efectos pueden ser variables con respecto a rasgos particulares. Por ejemplo, se ha sugerido que las duplicaciones del genoma completo respaldan una mayor resistencia a los insectos herbívoros en algunas especies, pero dan como resultado una mayor susceptibilidad a la herbivoría en otras especies. Por lo tanto, los efectos de las duplicaciones del genoma completo pueden variar de rasgo a rasgo entre especies. Particularmente asociados con las interacciones con los herbívoros, así como con los insectos polinizadores, en las plantas se encuentran los metabolitos secundarios.
Los metabolitos secundarios son metabolitos que no son estrictamente necesarios para el crecimiento y desarrollo de las plantas, pero cumplen otras funciones para promover la supervivencia y reproducción exitosas de las plantas. El efecto de las duplicaciones del genoma completo sobre la presencia, ausencia y complejidad de los metabolitos secundarios de las plantas es incierto. Para corregir este desequilibrio, Gaynor, Lim-Hing y Mason de la Universidad de Florida Central examinan conjuntos de datos conocidos en su reciente Annals of Botany investigar si existe una tendencia general en el efecto de las duplicaciones del genoma completo sobre los metabolitos secundarios en plantass.
Los autores primero plantean la hipótesis de que los eventos de duplicación del genoma completo aumentan la concentración general de metabolitos secundarios en las plantas. Sobre la base de 12 estudios, los autores concluyen que este no es el caso. Mientras que algunos estudios asocian una ploidía más alta (un indicador del número de duplicaciones del genoma) con concentraciones más altas de metabolitos secundarios, otros muestran que una ploidía baja también puede estar asociada con concentraciones altas de metabolitos secundarios. Además, otros estudios no muestran ninguna relación entre los dos en absoluto. En relación con esto, los autores también plantean la hipótesis de que los eventos de duplicación del genoma completo pueden estar asociados con cambios de concentración relativa entre grupos específicos de metabolitos secundarios. Sin embargo, los autores tampoco encuentran tendencias generales entre las concentraciones de diferentes grupos de metabolitos secundarios y la ploidía alta o baja.
La tercera y última hipótesis que presentan los autores es que las duplicaciones del genoma completo pueden producir una mayor diversidad de metabolitos secundarios. Aproximadamente la mitad de los estudios encuestados por Gaynor, Lim-Hing y Mason no informaron ningún patrón en la diversidad de metabolitos secundarios que se asociara con el estado de ploidía. La otra mitad de los estudios encuestados registró cambios en la diversidad asociados con el estado de ploidía. Sin embargo, estos nuevamente no mostraron una tendencia general sólida: algunos estudios registraron una mayor diversidad de metabolitos secundarios con una ploidía más baja, mientras que otros registraron una diversidad más alta con una ploidía alta.
Esta encuesta realizada por Gaynor, Lim-Hing y Mason, por lo tanto, indica que las duplicaciones del genoma completo pueden tener efectos variables en la concentración y diversidad de los metabolitos secundarios de las plantas. Gaynor, Lim-Hing y Mason señalan que para comprender más acerca de esta variación en la producción de metabolitos secundarios en diferentes estados de ploidía, el trabajo futuro debería "evaluar no solo la metabolómica, sino integrar esta información con la dinámica a escalas de arquitectura genómica, expresión génica, y el proteoma, en particular la función enzimática». También admiten que los estudios que examinan no necesariamente se alinean con precisión en términos de técnicas utilizadas o configuraciones experimentales para evaluar las relaciones de metabolitos secundarios con la ploidía. Por lo tanto, se necesita más trabajo, pero este estudio destaca que, si bien las duplicaciones del genoma completo pueden estar ampliamente asociadas con una mayor complejidad del desarrollo, esto no se aplica necesariamente a todos los rasgos de las plantas.
Imagen de portada: Nevena Morel/Wikimedia Commons
