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Research Article

Genetic Analysis of Floral Symmetry in Van Gogh's Sunflowers Reveals Independent Recruitment of CYCLOIDEA Genes in the Asteraceae

  • Mark A. Chapman,

    Affiliation: Department of Plant Biology, University of Georgia, Athens, Georgia, United States of America

    Current address: Department of Plant Sciences, University of Oxford, Oxford, United Kingdom

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  • Shunxue Tang,

    Affiliation: Institute of Plant Breeding, Genetics, and Genomics, University of Georgia, Athens, Georgia, United States of America

    Current address: Dow AgroSciences, Indianapolis, Indiana, United States of America

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  • Dörthe Draeger,

    Affiliation: Institute of Plant Breeding, Genetics, and Genomics, University of Georgia, Athens, Georgia, United States of America

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  • Savithri Nambeesan,

    Affiliation: Department of Plant Biology, University of Georgia, Athens, Georgia, United States of America

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  • Hunter Shaffer,

    Affiliation: Department of Plant Biology, University of Georgia, Athens, Georgia, United States of America

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  • Jessica G. Barb,

    Affiliation: Institute of Plant Breeding, Genetics, and Genomics, University of Georgia, Athens, Georgia, United States of America

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  • Steven J. Knapp,

    Affiliation: Institute of Plant Breeding, Genetics, and Genomics, University of Georgia, Athens, Georgia, United States of America

    Current address: Monsanto Company, Woodland, California, United States of America

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  • John M. Burke mail

    jmburke@uga.edu

    Affiliation: Department of Plant Biology, University of Georgia, Athens, Georgia, United States of America

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  • Published: March 29, 2012
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1002628

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Reseña del artículo.

Posted by david-mdl on 29 Jul 2012 at 06:08 GMT

-Genetic Analysis of Floral Symmetry in Van Gogh's Sunflowers Reveals Independent Recruitment of CYCLOIDEA Genes in the Asteraceae – Crítica del artículo.
Edgar David Medina de León.
¿Qué efecto tiene la simetría floral de una planta? La respuesta a esto es el comportamiento de la polinización, y la manera en que se atraen a estos organismos polinizadores, los cuales diversificaran una especie de planta debido a la recombinación de la información génica del polen.
Este artículo trata de revelar los genes causales de aquellas modificaciones morfológicas en los girasoles que involucran varios fenotipos del mismo, estos son los girasoles doble-floreados, o los que tienen hojas “tubulares”. Los genes que se ven involucrados para que se de esta diversificación se tratan de encasillar en una sola familia, misma que se puede acusar como la causante de estas mutaciones.
El artículo habla de que la evolución de las especies zigomorfas puedo haber sido un rol muy importante en la diversificación de las plantas; yo opino que esto es más que obvio, debido a que si no se llegase a esas pequeñas variaciones azarosas a través del tiempo, siempre se tendrían tan pocas especies varias de plantas, por ende esa sugerencia tiende a la obviedad.
Se tomó un previo estudio que ya había desarrollado la información acerca de mutaciones que tenía el girasol común; estas mutaciones son 2, la primera se denominó doble-floreada, debido a que se modifica la parte del disco central del girasol, que comúnmente es una florescencia que tiene color negro y que no desarrolla pétalos como los que tiene a su periferia, entonces esta parte que no está floreada muta y se llena de flores como las que tiene a su alrededor, entonces queda totalmente tupida de estas flores que llamaré de aquí en adelante rayos; este tipo de mutación representa cierto problema para la descendencia debido a su poca producción de polen; A esta mutación se le denominará (dbl) La segunda mutación se trata de un girasol que tiene el disco central más grande aún que el normal; este disco central está provisto de anteras que producen polen sin mayor problema alguno, y en su periferia, debido a la mutación de cierto gene, genera rayos tubulares poco más cortos que el girasol normal. A esta otra mutación le llamaremos (tub). Con esto se tienen 3 fenotipos distintos del girasol. El tipo-salvaje (WT), el doble floreado (dbl), y el de rayos tubulares (tub).
Tengo que aclarar que el artículo emplea 2 términos que se deben presentar antes de continuar a con esto:
• Actinomorfa: especie vegetal que presenta simetría radial.
• Zigomorfa: especie vegetal que presenta simetría bilateral.
La razón del porqué de escoger a los girasoles como modelo es debido a que estos forman parte de la familia Asteraceae, la cual presenta peculiaridad debido a que es la que tiene un mayor número de especies floreadas, y además de que, quizá por mera coincidencia, estos fenotipos mutantes fueron capturados por el humor vítreo de Van Gogh, el cual en una de sus pinturas muestra unos girasoles normales o salvajes(WT) a lado de unos que están tupidos de rayos (pétalos) en el centro de este. El girasol presenta 2 tipos de florescencia en algunos casos como en el girasol, que en el centro tiene flores que no presentan un pétalo como tal, sino que ahí resguardan estigmas que madurarán el polen, y por la otra parte, en la parte periférica de esta planta, encontramos florescencias en forma de pétalos color amarillo usualmente; entonces, presentando 2 tipos de flores, se torna un modelo magnífico para estudiar los genes que pueden producir un cambio morfológico debido a que presentará cambios en ambas florescencias.
Podemos hacer hincapié en que el control de la simetría floral no sólo se ha investigado en el girasol, sino en muchas otras especies, como lo es el Loto Japonés [2], Gerbera y Senecio, de lo cual nos da más bases para ver los comportamientos de estos genes en especies varias, y así podamos discernir entre mutaciones x o y que producen cambios, parecidos, iguales o totalmente diferentes en las especies vegetales debido a una familia u otra de genes.
En el artículo una vez mencionadas las especies que pueden compartir estas simetrías, se nos comenta de la familia de genes que posiblemente está involucrada en la demostración de estos fenotipos, esta familia de genes se denomina como CYCLOIDEA (CYC), y se está casi seguro de que estos son los genes que producen tales varianzas porque son los que en un mapeo genético, son los que convergen en todas las especies estudiadas que presentan tales cambios en la simetría de la flor, como tal [4].
El autor(es) presentan bien su información debido a que después de que presentan la familia de genes sospechosa de cambios que son vistos a leguas, presenta las características morfológicas de los 3 fenotipos estudiados, esto es en cuanto a sus características en los pétalos que se encuentran en la periferia, el tamaño y forma de estos, además de una descripción del disco interno lo cual claramente distingue a un fenotipo de otro. También nos sugieren en la introducción del artículo y a lo largo del mismo posibles caminos, a los cuales desembocará la información obtenida en el estudio, es decir, nos exhortan a imaginar qué es lo que podría ser el agente causal en específico o las características de este como la idea que proponen acerca de un reclutamiento individual de genes, aunque ligados, tienen su expresión única, lo cual es una idea muy buena, ya que atrae a muchos lectores, expertos o no en el tema, por la amena lectura de este.

Resultados
Los resultados presentados son medianamente digeridos por el lector que postre sus manos sobre este artículo, debido a que tiene términos que requieren de conocimientos de otras áreas como genética, o bioquímica, a lo cual no se le puede contrariar nada, debido a que sin ese lenguaje obligado, sería como una charla al aire y no sustentada de su investigación.
Presentan, quizá no estrictamente ordenadamente sus pasos, pero sí tienen un seguimiento liviano estos en cuanto a el sentido temporal y exponen las dificultades que tuvieron que sortear y cómo lo hicieron, p.ej. la dificultad de cruzar el girasol doble-floreado a por su presencia de anteras que no generan mucho polen; cuentan de manera un poco burda la manera en que cruzaron los girasoles y las características que tuvo la descendencia, que es el punto, sino principal, el muy importante, debido a que se basan en las relaciones de aparición de los fenotipos a estudiar.
De a cuerdo a sus procedimientos en los resultados, considero muy importante la mención que hacen acerca de su mapeo genético, porque esto es innegablemente una prueba que apunta directamente hacia dónde se producen las mutaciones de las plantas. Esto les ayuda a ir separando los genes de acuerdo a su actuar, p. ej. En los resultados definen de una vez que la familia CCYCLOIDEA contiene 3 genes, los cuales son los siguientes HaCYC2a, HaCYC2b y HaCYC2c, de esos mismos, se concluye que el HaCYC2c es el responsable de actuar sobre los discos internos de los girasoles, y los otros 2, sobre las características de los rayos, las cuales no son muy significativas, y si llegan a ser medio visibles, estas no dan una gran pista para poder diferenciar los 3 fenotipos distintos.
Se llega a una parte del artículo difícil de digerir, y es la explicación de la diferencia de los genes en cuanto a las regiones codificantes y las que no lo son, pero de alguna forma, si el lector investiga un poco, puede darse una idea vaga de cual es la diferencia entre los genes; reitero que sin esta explicación medianamente espesa acerca de las características genómicas, su investigación se sostendría sobre arena y no sobre roca. Y desde este punto se dan una sesgada discusión acerca de cual es el gen que se torna en el principal responsable de las mutaciones, el HaCYC2c; se acompaña un pequeño párrafo de información que hincapié en el comportamiento de este gen, siendo que actúa principalmente en el disco intermedio de la planta, quitándole o dándole una simetría radial; por un lado esto es bueno debido a que logra que el lector no se pierda entre tanta información, de modo que le va retomando la idea cada que puede. Se continúa mostrando resultados obtenidos, pero estos son relativamente menos importantes que los primeros, y se puede tomar como información adicional, p. ej. Que en otras especies de plantas (de la misma familia), los genes siguen el mismo patrón, o los cambios morfológicos que presentaron estas otras familias o que son pertenecientes al mismo clado, es decir, que los genes comparten un ancestro común.

Discusión
En la discusión de este artículo se debatió acerca de la importancia de la diversidad en las plantas, esta diversidad, discuten ello, se da por el gen HaCYC2c, y lo denominan como el más importante; se habla también de la importancia que tienen los intrones, esto debido a que gracias a ellos, se expresa de manera errónea el gen HaCYC2c y se da entonces, la mutación doble-floreada, y también gracias a los mismos, podemos encontrar que se reprime el mismo gen y entonces se da el fenotipo de rayos tubulares; Se cuenta también acerca de la gran variedad de plantas que poseen esta característica de mutar esta familia de genes, lo que nos permite formar un mapa en el cual muestra que algunas especies tienen las mismas características en cuanto a posibles mutaciones génicas, pero estas no se desglosan de un mismo punto de origen, es decir, no de una misma especie, lo que indica que genera una característica adaptativa paralela, que en sí para mí, es un punto muy importante que tocaron, esto debido a que puede ser la respuesta general a la gran pregunta ¿de dónde viene tanta diversificación de las plantas?, entonces nos damos cuenta de que las primeras especies, aunque no tuvieran relación, en cuanto a descendencia o por ejemplo, zona geográfica en que viven, estas llegan a presentar la misma características, a tiempos distintos quizá, pero que les servirán para la misma función, adaptación [5].
Estos resultados son representativos debido a que nos dan una idea ya muy definida acerca de cual es la causa de las diversificaciones azarosas si se puede llamar así, pero mismas que en realidad no sirven de mucho para nosotros. ¿Por qué? Porque estas son adaptaciones que se fueron dando a lo largo del tiempo, que iban surgiendo y conforme a su contexto, si le servía a la planta, la ayudaba a sobrevivir, sino, esta moría y se continuaba con el mismo tipo de planta (sin modificaciones), entonces, si en la actualidad nosotros realizamos cambios a muchas de las plantas, es decir, las mutamos para que aparezca otro fenotipo de la misma, puede que esta muera porque no está adaptada a este ambiente, que sería el contexto, no sin darle la posibilidad de que se intente adaptar, y si así pasa, esto puede seguir diversificando, pero al menos desde mi punto de vista, un lector de igual forma, creo que muchas especies no se adaptarían. Me atrevo a hacer una analogía que tendrá el mismo impacto, creo yo. El que sobrevive no es el más fuerte ni el más inteligente, sino el que mejor responde a los cambios.[1]
Con esto llega a su fin esta crítica, enriquecida o no, austera o tupida de cosas buenas, pero con la opinión de alguien que todavía se considera inexperto en este tema.

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