Genómica comparada de cuatro especies de cultivo huérfanas: caracterización funcional de familias génicas expandidas

Abstract

En las últimas décadas, han surgido distintas iniciativas para abordar la falta de recursos agrícolas que permitan satisfacer las necesidades alimentarias y nutricionales de una población mundial creciente (especialmente en África), sorteando las dificultades que plantea el cambio climático y la pérdida de agrodiversidad en la productividad de los sistemas agrícolas. Una de estas iniciativas es el Consorcio de Cultivos Africanos Huérfanos (AOCC por sus siglas en inglés), que promueve la secuenciación de los genomas y transcriptomas de distintas especies de cultivo locales infraestudiados (huérfanos) procedentes del África subsahariana con el objeto de proporcionar recursos agrigenómicos que permitan la mejora de dichas especies. En este estudio, distintas aproximaciones de genómica comparada fueron implementadas en cuatro de las especies seleccionadas por el consorcio cuyos genomas ya han sido presentados, la anacardiácea Sclerocarya birrea y las leguminosas Faidherbia albida, Lablab purpureus, y Vigna subterranea. En primer lugar, se anotaron funcionalmente 68433 genes con 315830 términos GO, 17909 genes con 80986 términos EC y 78951 genes con 411776 términos InterPro. A continuación, se obtuvo una clasificación de 17998 ortogrupos o familias génicas en las cuatro especies del AOCC más otras siete representativas de distintos linajes de angioespermas. A partir de dicha clasificación, se llevó a cabo un análisis evolutivo bajo máxima verosimilitud para modelar la variación del tamaño de cada una de las familias génicas en un contexto filogenético con la finalidad de detectar aquellas familias significativamente expandidas y contraídas en los genomas de las especies del AOCC seleccionadas. Finalmente, se identificaron funciones biológicas sobrerrepresentadas entre las familias expandidas, las cuales podrían estar en el origen de adaptaciones biológicas relevantes, así como de rasgos agronómicos de potencial interés, como la resistencia a estrés biótico, la tolerancia a estrés abiótico y la capacidad de formar nódulos fijadores de nitrógeno.