Secondo una nuova ricerca pubblicata su Nature Plants, Balanophora ha perso un terzo dei suoi geni evolvendosi in una pianta parassita snella – un grado estremo di contrazione del genoma anche tra i parassiti. Lungo il percorso questa pianta subtropicale ha sviluppato la capacità di indurre la pianta ospite a crescere nella carne del parassita, formando organi chimerici che mescolano i tessuti dell’ospite e del parassita.
Se vi capita di imbattervi in piante del Balanophoraceae famiglia in un angolo di una foresta, potresti facilmente confonderli con funghi che crescono intorno alle radici degli alberi. Le loro strutture simili a funghi sono in realtà infiorescenze, composte da fiori minuti.
Ma a differenza di altre piante parassite che estendono un austorio nel tessuto ospite per rubare sostanze nutritive, Balanophora induce il sistema vascolare della pianta ospite a crescere in un tubero, formando un organo sotterraneo unico con tessuto misto ospite-parassita. Questo tubero chimerico è l’interfaccia dove Balanophora ruba i nutrienti dalla pianta ospite.
Ma il modo in cui queste piante parassite subtropicali estreme si sono evolute nella loro forma attuale ha suscitato l’interesse del dottor Xiaoli Chen, uno scienziato della BGI Research e autore principale di un nuovo studio pubblicato questa settimana su Piante naturali.
Il dottor Chen e colleghi, tra cui il botanico dell’Università della British Columbia, il dottor Sean Graham, hanno confrontato i genomi di Balanophora E Sapriaun’altra pianta parassita estrema della famiglia delle Rafflesiaceae che ha un corpo vegetativo molto diverso.
Lo studio ha rivelato Sapria E Balanophora hanno perso rispettivamente il 38% e il 28% dei loro genomi, mentre si evolvevano per diventare oloparassiti: rimpicciolimenti record per le piante da fiore.
“L’entità delle perdite genetiche simili, ma indipendenti, osservate in Balanophora E Sapria è sorprendente”, ha affermato il dottor Chen. “Ciò indica una convergenza molto forte nell’evoluzione genetica dei lignaggi oloparassitari, nonostante le loro storie di vita e le loro apparenze esteriormente distinte, e nonostante si siano evoluti da diversi gruppi di piante fotosintetiche.”
I ricercatori hanno riscontrato una perdita quasi totale di geni associati alla fotosintesi in entrambi Balanophora E Sapriacome ci si aspetterebbe dalla perdita della capacità fotosintetica.
Ma lo studio ha anche rivelato una perdita di geni coinvolti in altri processi biologici chiave: lo sviluppo delle radici, l’assorbimento dell’azoto e la regolazione dello sviluppo della fioritura. I parassiti hanno eliminato o compattato una grande frazione delle famiglie di geni normalmente presenti nelle piante verdi: i grandi insiemi di piante genetiche duplicate che tendono a svolgere funzioni biologiche correlate. Ciò supporta l’idea che i parassiti trattengano solo quei geni o copie di geni essenziali.
La cosa più sorprendente è che i geni legati alla sintesi di un importante ormone vegetale, l’acido abscissico (ABA), responsabile delle risposte e dei segnali di stress delle piante, sono andati perduti parallelamente nel mondo. Balanofora E Sapria. Nonostante ciò, i ricercatori hanno comunque registrato l’accumulo dell’ormone ABA negli steli fioriti di Balanoforae hanno scoperto che i geni coinvolti nella risposta alla segnalazione ABA sono ancora conservati nei parassiti.
“La maggior parte dei geni perduti nel Balanofora sono probabilmente legati a funzioni essenziali nelle piante verdi, che sono diventate funzionalmente inutili nei parassiti,” ha detto il dottor Graham.
“Detto questo, ci sono probabilmente casi in cui la perdita genetica è stata effettivamente benefica, piuttosto che riflettere una semplice perdita di funzione. La perdita dell’intero percorso di biosintesi ABA può essere un buon esempio. Può aiutarli a mantenere la sincronizzazione fisiologica con l’ospite piante. Questo dovrà essere testato in futuro.”
Il dottor Huan Liu, ricercatore presso BGI Research, ha sottolineato l’importanza dello studio nel contesto di 10KP, un progetto per sequenziare i genomi di 10.000 specie di piante.
“Lo studio delle piante parassite approfondisce la nostra comprensione delle drammatiche alterazioni genomiche e delle complesse interazioni tra le piante parassite e i loro ospiti. I dati genomici forniscono preziose informazioni sull’evoluzione e sui meccanismi genetici dietro la dipendenza delle piante parassite dai loro ospiti e su come manipolano piante ospiti per sopravvivere.”
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
