Colecciones

Información holoparásita: aprenda sobre las plantas holoparásitas en los jardines

Información holoparásita: aprenda sobre las plantas holoparásitas en los jardines


Los jardineros expertos siempre están atentos a las infecciones importantes de las plantas en sus jardines. Sin embargo, un área que muchos descuidan son las plantas parásitas. Si una planta crece sobre o cerca de otra, generalmente se asume que son simplemente compatibles, y no que una extraiga nutrientes vitales de la otra. Obtenga más información sobre las plantas holoparásitas en este artículo para que pueda distinguir mejor las plantas amigas de las enemigas.

¿Qué son las plantas holoparásitas?

Pasar tiempo en el jardín significa familiarizarse mejor con algunos de los habitantes más humildes que contiene. Aprende qué plantas son malas hierbas, cuáles son útiles para cubrir el suelo y, si tiene suerte, cuáles son plantas holoparásitas. Con cualquier cosa en la vida, el reino vegetal contiene un pequeño segmento (alrededor de 4400 especies) de plantas con flores que no producen ninguno o todo su propio alimento. Esta información holoparásita lo ayudará a reconocerlos mejor cuando deambule por el sendero del jardín.

Las plantas holoparásitas en el jardín pueden ser algunos de los ocupantes menos obvios, pero pueden tener un gran impacto. Estas plantas dependen totalmente de las plantas hospedadoras para sobrevivir, aprovechando su xilema y floema, obteniendo acceso al agua, minerales y otros productos orgánicos. Las plantas holoparásitas no realizan la fotosíntesis, pero florecen y, a menudo, presentan hojas reducidas a escamas y tallos suculentos. Las plantas parásitas como estas se adhieren a su huésped mediante una estructura especializada llamada haustorio, que siempre es una estructura vital en los holoparásitos.

Las plantas holoparásitas en los jardines pueden actuar estrictamente como parásitos, robando nutrientes y no dando nada a cambio, pero tampoco dañando gravemente a sus huéspedes, o pueden comportarse como patógenos. La familia de plantas Hydnoraceae, por ejemplo, a menudo coexiste con sus plantas hospedantes. Otros holoparásitos, como la cáscara, se adherirán y matarán a una amplia gama de plantas hospedantes, comportándose de esta manera como parásitos y patógenos.

Estos dos tipos de plantas holoparásitas tienden a crear una imagen bastante simplista, ya que, en realidad, algunas plantas estrictamente parasitarias pueden matar accidentalmente a sus huéspedes, y algunas plantas patógenas pueden ser resistidas por huéspedes genéticamente fuertes.

Otros tipos de plantas holoparásitas incluyen:

  • Toothwort
  • Escoba
  • Beechdrop
  • Cuadricóptero

Plantas holoparásitas frente a plantas carnívoras

Aunque pueda parecer que las plantas holoparásitas y las carnívoras tienen mucho en común, en realidad son criaturas muy diferentes. Donde las plantas holoparásitas se adhieren a otras plantas, a menudo sin siquiera molestarse en producir raíces u hojas, las plantas carnívoras enraizan en sus ambientes y producen hojas pequeñas y a menudo cerosas para la fotosíntesis.

Los holoparásitos no producen nada de su propio alimento. Las plantas carnívoras, por otro lado, producen toda su propia comida, pero viven en ambientes pobres en nutrientes y, como tales, deben obtener algunos de sus componentes más vitales al disolver animales que han sido atraídos y capturados usando varias trampas.

En cierto modo, las plantas holoparásitas y las carnívoras son completamente opuestos. Ambos prosperan en áreas donde muchas plantas tendrían problemas, pero la forma en que lo hacen es completamente diferente. Los holoparásitos solo trabajan lo suficiente para encontrar un anfitrión; Las plantas carnívoras trabajan todos los días para cebar y atrapar insectos desprevenidos y pequeños animales.


Metabolismo de carbono y nitrógeno en una planta holoparásita, Lathraea clandestina L., con respecto a las principales etapas fenológicas

Se estudiaron varios aspectos del metabolismo del carbono y el nitrógeno en un holoparásito de Scrophulariaceae, Lathraea clandestina L., con respecto a las principales etapas fenológicas.

Se demostró una buena interrelación entre los contenidos de sacarosa y malato, y las actividades fosfoenol piruvato carboxilasa y glutamato oxoglutarato aminotransferasa. Con respecto al metabolismo del nitrógeno, conviene subrayar dos puntos principales. En primer lugar, se demostró que la reducción de nitratos es incompleta y muy baja. En segundo lugar, la asimilación del amonio tiene lugar principalmente a través de las vías de la glutamina sintetasa y glutamato sintasa, aunque la actividad de la glutamato deshidrogenasa es varias veces mayor que en las plantas autótrofas y debe tenerse en cuenta, especialmente durante las etapas fenológicas de primavera, cuando los brotes florales comienzan a degenerarse y la aumenta la concentración de amoniaco.

Se observaron grandes cambios en las capacidades enzimáticas en Lathraea tejidos según el tiempo de medición durante un ciclo de 24 h, mientras que no se observaron cambios diarios durante el período de 1 semana. Se demostraron cambios significativos de una etapa fenológica a otra, especialmente entre las etapas pre y postfloración. Las actividades de PEPc y GOT fueron dos veces más bajas en primavera porque las concentraciones de carbohidratos y malato disminuyeron notablemente. Entre las enzimas del metabolismo del nitrógeno, GDH exhibió las mayores variaciones y se evidenció en un nivel alto durante las etapas de primavera, es decir, 3-5 veces más alto que durante los períodos de prefloración.

Anterior artículo en cuestión próximo artículo en cuestión


Fondo

El cloroplasto (plástido) es un orgánulo de plantas que realiza la fotosíntesis, y la estructura y el contenido genético de los genomas del cloroplasto están altamente conservados en la mayoría de las plantas con flores [1]. El ADN de cloroplasto típico (ADNc) es circular, con una longitud principalmente de 110 a 160 kb [2], y contiene dos secuencias de repetición invertida (IR) separadas por una región grande de copia única (LSC) y una región pequeña de copia única (SSC) [3]. Las plantas holoparásitas ofrecen un buen sistema para estudiar la evolución del genoma de los plástidos debido a su pérdida de capacidad fotosintética. Por lo general, muestran una reducción del genoma de los plástidos, incluido el tamaño del genoma y el contenido genético. La familia Orobanchaceae es especialmente adecuada para estudiar la evolución del genoma del cloroplasto (plástido) porque contiene un espectro trófico completo desde plantas autótrofas hasta hemiparasitos y holoparásitos. En Orobanchaceae, los holoparásitos ocurren en tres de seis clados bien soportados, a saber, Clade III (Orobancheae,

180 especies holoparásitas), Clade V (Rhinantheae, 7 especies holoparásitas) y Clade VI (Buchnereae,

70 especies) [4, 5, 6]. Hasta ahora, las secuencias del genoma de plastidios de holoparásitos en Orobanchaceae eran principalmente del Clado III [7,8,9,10,11,12]. En el Clade V, el genoma plastidico de un solo holoparásito, Lathraea squamaria, se ha secuenciado recientemente [12]. Aunque Clade VI incluye

70 especies de cuatro géneros holoparásitos (Hyobanche, Harveya, Aeginetia y Cristisonia), no se han caracterizado secuencias del genoma de plastidios de plantas holoparásitas de este clado.

Los genomas de los plástidos de los holoparásitos en el clado III y el clado V de Orobanchaceae difieren notablemente en el tamaño del genoma y el contenido de genes. Los tamaños del genoma de los plástidos de los holoparásitos en el Clado III varían de 45,673 (Conopholis americana) a 120.840 pb (Orobanche californica) [9]. Sin embargo, el tamao del genoma plastidico de Lathraea squamaria del Clado V es de 150,504 pb [12], mucho más grande que los del Clado III. El número de genes intactos en los genomas de plástidos de Conopholis americana y Orobanche especies varían de 21 a 34 [9], y casi todos los genes relacionados con la fotosíntesis (mascota, psa, psb, y rbcL) se perdieron o se convirtieron en pseudogenes. Mientras que en el genoma plastidico de Lathraea squamaria, hay 46 genes intactos, incluidos muchos genes relacionados con la fotosíntesis (como psa, psb y mascota). Esto podría deberse a que los linajes holoparásitos del Clado V son más jóvenes que los del Clado III [12].

Además de la degradación del plastoma, también se espera que los genomas nucleares de las plantas holoparásitas evolucionen como respuesta a la pérdida de la capacidad de fotosíntesis, ya que los genes relacionados con la fotosíntesis en el genoma del plastido interactúan con muchos genes en el genoma nuclear [7, 13]. . Los cambios de expresión de los genes nucleares podrían revelarse mediante la secuenciación del transcriptoma. Por ejemplo, la expresión de genes en las vías de síntesis de la fotosíntesis y la clorofila se ha examinado en algunas plantas parásitas [7, 14, 15].

Aeginetia es un pequeño género holoparásito de Orobanchaceae y consta de unas cuatro especies distribuidas en el sur y sureste de Asia [16]. Según los análisis filogenéticos de Orobanchaceae, Aeginetia, junto con Hyobanche, Harveya y Cristisonia, forma un linaje holoparásito monofilético en el Clado VI [4, 5]. Aeginetia indica es la especie más extendida en este género [17]. Suele parasitar las raíces de plantas de Poaceae como Miscanthus y Saccharum [18]. En un estudio reciente, los datos del transcriptoma de A. indica se han utilizado para detectar genes transferidos horizontalmente de especies de Fabaceae y Poaceae [19]. Hasta ahora, la secuencia del genoma de los plástidos y la degradación de las vías relacionadas con la fotosíntesis no se han estudiado en esta planta holoparásita.

En este estudio, reunimos el genoma plastidico de A. indica utilizando lecturas cortas de Illumina producidas por skimming del genoma. También secuenciamos los transcriptomas de múltiples tejidos para examinar los cambios de expresión de genes implicados en la fotosíntesis. Además, investigamos el destino evolutivo de los genes plástidos perdidos en A. indica. Los resultados de este estudio contribuirán a nuestra comprensión de la evolución coordinada de los genomas plástidos y nucleares y también facilitarán el análisis comparativo de la evolución convergente del holoparasitismo en Orobanchaceae.


¡Las 10 mejores formas de celebrar el Día de la Tierra 2019!

¡Hola a todos! ¡Feliz día de la Tierra!

Hoy es un dia muy especial. Hoy es el día en que celebramos la Tierra y todo lo que ella representa. Hoy es el día en que nos comprometemos a proteger la Tierra y ponemos nuestro granito de arena para mantener a los animales, las plantas y los insectos de nuestro planeta a salvo y vivos para que los disfruten nuestros descendientes.

Entonces, este Día de la Tierra 2019, veamos las 10 formas simples en las que podemos hacer nuestra parte para mantener la Tierra segura.

-NISHA PRAKASH

P.D .: Imagen destacada: Pixabay

Compartir este:

  • Haga clic para compartir en Twitter (se abre en una ventana nueva)
  • Haga clic para compartir en Facebook (se abre en una ventana nueva)
  • Haga clic para compartir en WhatsApp (se abre en una ventana nueva)
  • Haga clic para compartir en Skype (se abre en una ventana nueva)
  • Haga clic para imprimir (se abre en una ventana nueva)
  • Haga clic para enviar esto por correo electrónico a un amigo (se abre en una ventana nueva)
  • Haga clic para compartir en Tumblr (se abre en una ventana nueva)
  • Haga clic para compartir en Telegram (se abre en una ventana nueva)
  • Haga clic para compartir en LinkedIn (se abre en una ventana nueva)
  • Haga clic para compartir en Reddit (se abre en una ventana nueva)
  • Haga clic para compartir en Pinterest (se abre en una ventana nueva)
  • Haga clic para compartir en Pocket (se abre en una ventana nueva)

Como esto:


Discusión

En la mayoría de los casos, no solo Cytinus las muestras de diferentes poblaciones de la misma especie hospedadora se agrupan en el análisis de NJ, pero la mayoría de las poblaciones de parásitos también muestran un alto grado de parentesco a nivel de sección infragenérica de su especie hospedadora. Así, poblaciones de Cytinus Las especies hospedadoras parasitarias pertenecientes a la misma sección taxonómica eran genéticamente muy similares y, en general, las plantas parásitas podrían separarse claramente en cuatro grupos genéticos que infestan, respectivamente, especies de Cistus secta. Ladanio, Cistus secta. Ledonia, Cistus secta. Cistus, y Halimium secta. Chrysorhodion. Nuestros resultados también están parcialmente de acuerdo con los estudios filogenéticos sobre Cistus por Guzman & Vargas (2005). Esos autores, utilizando ITS, trnLtrnF y matK marcadores, distinguieron dos linajes filéticos que comprenden flores rosadas vs flores blancas Cistus especies, pero con los últimos taxones emergiendo como una politomía no resuelta. En un intento por obtener una mejor resolución utilizando rbcL, matK y trnS-G secuencias para 11 especies de flores blancas de Cistus, B. Guzman & P. ​​Vargas (com. Pers.) Reconocieron C. ladanifer como grupo monofilético, mientras que no encontraron evidencia de monofilia de secta. Ledonia. Nuestros datos indican un grupo genético de Cytinus en Cistus secta. Cistus (con especies de flores rosadas), y dos grupos / razas genéticos distintos que infestan las especies de flores blancas, uno en C. ladanifer y el otro común a C. monspeliensis, C. salviifolius y C. populifolius, la primera especie incluida en la secc. Ladanio, y los últimos tres en la secta. Ledonia, en clasificaciones infragenéricas tradicionales.

La única excepción a esta notable especialización a nivel seccional ocurrió en el Cytinus población muestreada en H. atlanticum (Ha15 de Jbel Tazzeka), que mostró una afinidad más cercana a la población del parásito muestreada en H. croceum (Hc22 de Azrou) que a las poblaciones de parásitos muestreadas en los otros tres Halimium especies hospedantes de España y Marruecos (Hh16, Hh17, Hm21, Hl19 y Hl20). Este grupo de Cytinus en H. croceum ha sido descrito como parasitario de otras especies de Helianthemum, y los géneros Fumana y Halimium (Maire, 1961). Por tanto, este es el grupo con la mayor diversidad de especies hospedadoras susceptibles.

Este patrón, como se encuentra en Cytinus, con grupos genéticamente distintivos asociados con las secciones infragenéricas de la especie huésped, no se ha informado previamente para las angiospermas parasitarias. En los pocos casos en los que se emplearon estudios moleculares, se describieron dos patrones contrastantes: especificidad a nivel de la especie huésped (por ejemplo, Jerome y Ford, 2002), o poca especificidad, con plantas capaces de parasitar diferentes géneros y familias (Nickrent y Stell, 1990). Zuber y Widmer, 2000 Linhart et al., 2003). Una alta similitud genética entre las poblaciones de parásitos de la misma especie huésped sugiere un origen antiguo de la relación huésped-parásito (Olivier et al., 1998). El elevado número de fragmentos que son exclusivos de los grupos genéticamente definidos de Cytinus, y en algunos casos también de fragmentos de diagnóstico, sugiere que estos grupos son linajes bien caracterizados que han evolucionado de forma independiente. Los resultados AMOVA, revelando una fuerte diferenciación genética entre los diferentes grupos de Cytinus, son congruentes con la opinión de que estos grupos son linajes independientes que pueden considerarse razas genéticas o especies crípticas.

Si varias especies hospedadoras de la misma sección tienen parásitos que están estrechamente relacionados frente a parásitos de especies de otras secciones, esto implicaría que la especie ancestral de esas secciones ya estaba infectada con una raza distintiva de Cytinus antes de que ocurriera la especiación para crear el grupo relacionado de especies que ahora componen la sección. Así, la raza de parásitos ya diferenciada habría sido transportada pasivamente a través de la radiación adaptativa de cada grupo de Cistus/Halimium/Helianthemum especies. La diferenciación de los géneros de Cistaceae tuvo lugar durante el Oligoceno al Mioceno (B. Guzmán & P. ​​Vargas, com. Pers.), Y la diferenciación del Cistus/Halimium complejo ocurrido en el Mioceno tardío o Plioceno (Guzman & Vargas, 2005), seguido de la evolución de Cistus especies en dos linajes con flores púrpuras y blancas, respectivamente. En consecuencia, la divergencia entre razas de Cytinus puede ser anterior al período Oligoceno al Mioceno. Un antiguo Cytinus–La asociación de cistáceas como esta implica un largo período de divergencia evolutiva, durante el cual la adaptación de Cytinus a diferentes especies hospedadoras podría haber ocurrido.

El alto nivel de diferenciación genética entre las diversas razas de Cytinus mostrados por nuestros datos, y los resultados del AMOVA, indican un bajo nivel de flujo genético histórico. Varios aspectos de la biología de Cytinus puede explicar esta situación: incluso cuando las poblaciones de dos o más razas de Cytinus conviven en la misma comunidad (como el alcornoque (Quercus suber L.) bosques del sur de España), tienen floración parcial o totalmente asincrónica (C. de Vega, inédito). Esta característica por sí sola limitaría el flujo de genes a través del polen y ayudaría a mantener la diferenciación genética de las poblaciones pero, además, Cytinus las hormigas y los ratones dispersan las semillas (C. de Vega, no publicado), y debido a que estos vectores se mueven en áreas pequeñas, es probable que también se restrinja el flujo de genes mediado por semillas. El flujo deficiente de polen y la dispersión limitada de semillas pueden explicar la alta diferenciación poblacional encontrada en este estudio.

Los valores de la diversidad genética en poblaciones de Cytinus son mucho más bajos que los valores medios en poblaciones de angiospermas en general, y también son más bajos que los encontrados para especies con altas tasas de endogamia (Nybom, 2004). También son más bajos que los reportados para algunas otras plantas parásitas (por ejemplo, Bharathalakshmi et al., 1990 Jerome y Ford, 2002 Mutikainen y Koskela, 2002 Linhart et al., 2003), aunque tales comparaciones con otros parásitos requieren precaución ya que algunos de los estudios se realizaron utilizando aloenzimas. Hay varios factores biológicos y ecológicos no exclusivos que podrían contribuir a la baja diversidad genética intrapoblacional en Cytinus: un factor obvio es que el parásito es un taxón autocompatible con altas tasas de endogamia, pero otro podría ser el pequeño tamaño efectivo de sus poblaciones. Aunque las especies hospedadoras de cistáceas forman poblaciones muy grandes con miles de individuos, el número de plantas infectadas por Cytinus, al menos como lo indica la producción de inflorescencias, es sorprendentemente baja, con no más de 5 a 15 plantas infectadas por población. Un tamaño de población pequeño implica cuellos de botella en los que la deriva genética puede causar una reducción en el acervo genético (Ellstrand y Elam, 1993). Otro factor que contribuye a la baja diversidad intrapoblacional de Cytinus podría ser la ocurrencia de un efecto fundador cuando se infestan nuevas poblaciones de huéspedes, y esto, junto con una probable baja tasa de recombinación, podría conducir a una rápida pérdida de variabilidad durante las etapas iniciales de establecimiento de Cytinus poblaciones.

La sorprendente asociación entre el Cytinus Los grupos definidos en los análisis bayesianos, el NMDS y el árbol de NJ y las secciones taxonómicas de los géneros de hospedadores apuntan a una clara especificidad del hospedador. Los parásitos estrechamente relacionados tienden a vivir en huéspedes estrechamente relacionados, lo que puede llevar a que los parásitos y los huéspedes tengan filogenias congruentes (Norton y Carpenter, 1998). Esta tendencia, conocida como la regla de Farenholz, ha llevado a la opinión de que los árboles filogenéticos de los parásitos y de sus huéspedes pueden ser topológicamente idénticos (Hafner & Nadler, 1988 Hafner & Page, 1995 Downie & Gullan, 2005). Esta regla ha recibido recientemente una atención considerable por parte de los parasitólogos porque, de ser cierta, las filogenias de los parásitos pueden predecirse a partir de las filogenias de los huéspedes y viceversa (Norton y Carpenter, 1998). Un caso de prueba de este principio para el Mediterráneo Cytinus se proporcionará si, en futuros estudios sobre la filogenia molecular de la familia Cistaceae, flores blancas Cistus especie de sección Ledonia son reconocidos como un grupo monofilético y H. atlanticum (una especie poco conocida) es de hecho reconocida como cercana al género Helianthemum.

En cuanto a las implicaciones taxonómicas, los resultados de nuestro muestreo limitado (suroeste de España y noroeste de Marruecos) de poblaciones de Cytinus Apoyar el reconocimiento de al menos cinco grupos genéticos principales. Un grupo comprende de color blanco marfil a flores rosas. Cytinus en flores rosadas Cistus, que correspondería a C. hipocistis subsp. clusii o C. ruber. Los otros cuatro son formas de flores amarillas. Observamos dos grupos distintos de Cytinus en especies de flores blancas de Cistus: un grupo de parásitos que infestan flores blancas C. ladanifer (secta. Ladanio), y otra especie infestante de flores blancas de la secta Ledonia (C. monspeliensis, C. populifolius y C. salviifolius). Estos dos grupos corresponderían a C. hipocistis subsp. hipocistis pero, como se señaló anteriormente, nuestros resultados los han descrito como dos linajes independientes. El cuarto grupo de Cytinus crece en Halimium secta. Chrysorhodion, y correspondería a la subsp. macranthus. Finalmente, Cytinus sobre el Halimium / Helianthemum el grupo estaría de acuerdo con C. hipocistis subsp. lutescens, que es la subespecie con la gama más amplia de especies hospedadoras, incluidos los géneros Helianthemum, Halimium y Fumana (por ejemplo, Maire, 1961). Cytinus hypocistis sens. lat. es un complejo circunmediterráneo, y nuestro muestreo en el suroeste de España y Marruecos no permite evaluar la taxonomía de Cytinus en la zona mediterránea. Será necesario un muestreo más detallado antes de que sus límites taxonómicos puedan resolverse satisfactoriamente.


Ver el vídeo: Tradescantias, Plantas que me enamoran