Cientos de arbustos de hoja perenne y árboles pequeños, incluida la planta del té Camellia sinensis, pertenecer a Camelia género. Los científicos secuencian diferentes regiones de cloroplasto y ADN nuclear para identificar especies de plantas y estudiar la filogenética. Si bien la región genética más común utilizada para este tipo de investigación es el espaciador transcrito interno (ITS), la secuenciación de esta región es problemática para el Camelia género, lo que dificulta el estudio de su evolución.
Nueve científicos de China y Japón, dirigidos por los doctores Min Zhang y Wen-Ju Zhang de la Universidad Forestal de Nanjing y la Universidad de Fudan, se centraron en la región del ADN ribosómico (ADNr) 26S de 13-26 Camelia especies para un estudio filogenético. Los investigadores sugieren que la evolución concertada (por ejemplo, una familia de genes evoluciona juntos como una unidad) actúa sobre el ADNr de forma homogeneizadora.. También encontraron que el Camelia El género tiene el polimorfismo de ADNr más alto en las angiospermas, principalmente aportado por pseudogenes que siguen el modelo de evolución de nacimiento y muerte (p. ej., algunos permanecen en el genoma y se expanden, mientras que otros se eliminan y se pierden a lo largo del proceso evolutivo). Los pseudogenes son copias deshabilitadas de genes que codifican proteínas y se les ha llamado "fósiles genómicos" lo que podría acelerar los cambios fenotípicos dentro de este género.
Zhang y sus colegas recolectaron 13 diploides Camelia especies de la Internacional Camelia Jardín de especies en China o su hábitat natural. Los científicos utilizaron la secuenciación de próxima generación para las regiones de ADNr 26S con dos controles internos para evaluar la posible amplificación por PCR y las tasas de error de secuenciación. Se identificaron ribotipos únicos, unidades taxonómicas operativas (OTU) y OTU de radio cero sin ruido. Se calcularon o predijeron el contenido de guanina (G) y citosina (C), la energía mínima de plegamiento del ARN y la energía libre de Gibb del ADN. En total, se colocaron 1,876 secuencias de 26 taxones para producir un árbol filogenético de máxima verosimilitud.
Después de eliminar el ruido de las lecturas de secuencia, se identificaron de 64 a 217 ZOTU del Camelia muestras que representan el polimorfismo de ADNr más abundante en las angiospermas. Zhang y sus colegas sugirieron que la mayoría de los ribotipos provenían de pseudogenes de ADNr. Las secuencias funcionales de ADNr 26S estaban relativamente conservadas, pero se formaron muchas ramas en el árbol filogenético debido a los pseudogenes. El árbol también reveló que los eventos de duplicación ocurrieron antes de la divergencia de diferentes Camelia secciones y duplicaciones también ocurrieron dentro de una especie.
"Camelia representa un grupo, donde el rDNA está sujeto a una mezcla de evolución concertada y de nacimiento y muerte”, escribieron Zhang y sus colegas. “Algunos pseudogenes de ARNr pueden tener funciones potenciales. Cuando escaparon de la restricción de selección, los pseudogenes evolucionarían en la dirección de disminuir el contenido de GC, la energía libre y la estabilidad de la estructura, y finalmente serían eliminados del genoma”.
“[Nosotros] especulamos que algunos pseudogenes de ARNr pueden desempeñar un papel importante en la aceleración de los cambios fenotípicos, así como en la evolución genómica, que necesita más estudio”, agregaron los científicos.
Por primera vez, este estudio reveló qué procesos están detrás de los procesos evolutivos en el Camelia género y presentó direcciones futuras para estudiar estos grupos de plantas filogenética y económicamente importantes.
