La familia de las mostaza o Brassicaceae (también conocidas como crucíferas o brasicáceas) comprende unas 4000 especies, incluidos cultivos populares y de importancia económica como el el brocoli, la coliflor, el repollo y la canola, además de muchas especies adaptadas a ambientes extremos, malezas nocivas y la planta «modelo» de investigación como Arabidopsis thaliana.
A pesar de su importancia, las relaciones entre los principales linajes de la familia han quedado sin resolver. Esta brecha en nuestro conocimiento es un impedimento para comprender la secuencia de eventos genéticos que condujeron a la diversidad de características y las muchas adaptaciones ecológicas observadas en esta familia de plantas. La falta de dicha información también puede frenar los esfuerzos hacia el mejoramiento genético sostenible de los cultivos mediante la transferencia de características ventajosas de una especie a otra mediante tecnologías de mejoramiento convencional o las nuevas técnicas de mejoramiento (NBTs).
[Recomendado: La biotecnología al rescate del brócoli, coliflor y coles de Bruselas]Un estudio reciente del Instituto Max Planck para la Investigación de Fitomejoramiento en Colonia, publicado en New Phytologist, ayuda a resolver estos problemas al informar nuevos conocimientos respecto a las relaciones entre las especies de Brassicaceae. El estudio involucró una estrecha colaboración internacional entre investigadores de Estados Unidos, Reino Unido y Alemania.
El equipo, dirigido por el investigador pos-doctoral
Lachezar Nikolov, infirió las relaciones de 79 especies de Brassicaceae, que representan 50 de los 52 linajes principales reconocidos actualmente (conocidas como tribus) en la familia, utilizando varios cientos de genes nucleares diseminados por todo el genoma. Un tercio de las muestras se derivó de material de herbario, algunas de las cuales se remontan al siglo XIX, lo que facilitó una amplia cobertura taxonómica de la familia y permitió estudiar taxones que son difíciles de obtener del cultivo o la recolección en el medio silvestre. El estudio encontró que la diversidad de la familia de la mostaza se encuentra dentro de los seis linajes principales y brindó apoyo para las relaciones novedosas entre las tribus. Los autores también resolvieron la posición de 16 taxones que no han sido asignados previamente a una tribu. Estos amplios estudios filogenéticos, que aclaran las relaciones entre las especies, proporcionan un marco comparativo esencial para enmarcar el conocimiento derivado de sistemas modelo bien estudiados en el contexto de una amplia diversidad vista en la naturaleza.
Nikolov y su equipo posteriormente proveyeron un ejemplo de cómo se puede usar su filogenia para investigar la evolución de las características mediante el estudio de la diversidad de formas de las hojas en las mostazas. Identificaron firmas de expresión en todo el genoma que distinguen hojas simples de complejas, encontraron nuevos genes candidatos para la diversificación de la forma de la hoja e identificaron linajes de mostaza específicos donde la diversidad de hojas es particularmente pronunciada y donde estudios más detallados deberían ayudar a descubrir la base precisa para las transiciones morfológicas. El marco proporcionado por este trabajo ahora se puede utilizar para estudiar otras características y permitirá que los esfuerzos futuros comprendan la base genética de la diversidad de características en un grupo importante de plantas.
