Evolución y expresión de genes MADS-Box AGL24 (AGAMOUS LIKE 24) y SVP (SHORT VEGETATIVE PHASE) en orquídeas selectas neotropicales

Abstract

RESUMEN: La floración marca la transición de crecimiento vegetativo a reproductivo, un cambio crucial para el éxito de las angiospermas. Este proceso requiere de factores de transcripción, entre ellos, los genes SHORT VEGETATIVE PHASE (SVP) y AGAMOUS LIKE 24 (AGL24). AGL24 se encarga de promover la floración a partir de su acción sinérgica con SOC1, mientras su parálogo SVP, reprime la floración regulando negativamente la expresión de FT y SOC1. Estos genes han sido caracterizados en especies modelo de eudicotiledóneas y monocotiledóneas. Sin embargo, aún no han sido estudiados en orquídeas, que son plantas no-modelo. Este estudio tiene como propósito caracterizar los genes AGL24/SVP de floración en orquídeas. Con este fin, realizamos un análisis comprensivo de los homólogos AGL24/SVP presentes en angiospermas con un especial énfasis de muestreo en la familia Orchidaceae. Adicionalmente realizamos estudios a nivel de expresión, buscando comprender la contribución de estos genes en la transición reproductiva de especies selectas de orquídeas neotropicales. Nuestros resultados sugieren que los genes AGL24/SVP de monocotiledóneas y eudicotiledóneas, no son ortólogos, ya que han sufrido eventos de duplicación locales de forma independiente. Adicionalmente, los estudios de expresión muestran que solo homólogos pertenecientes a los clados MonAGL24/SVP1 (i.e. los genes ElauSVP2 y CatrSVP2) y OrchAGL24/SVP2A (i.e los genes ElauSVP1 y Catr1SVP) se expresan en meristemas vegetativos y reproductivos con una mayor expresión en yema axilar, hoja y pseudobulbo, este último solo para CatrSVP2. Por otra parte, los homólogos del clado OrchAGL24/SVP2B no se expresan en ninguno de los órganos o tejidos muestreados. Con base en la similitud proteica de las copias AGL24/SVP de monocotiledóneas con los homólogos SVP de eudicotiledóneas, y considerando la expresión encontrada en tejidos vegetativos, al igual que la función reportada en otros estudios, se hipotetiza que estos genes en monocotiledóneas conservan una función ancestral en la regulación negativa de la floración. En consecuencia, la función de los genes AGL24 en la promoción de la floración puede ser el resultado de un proceso de neofuncionalización en las eudicotiledóneas como resultado de la duplicación en este linaje de genes.