Annual and perennial Medicago show signatures of parallel adaptation to climate in highly conserved genes

Abstract

El estudio investiga la base genómica de la adaptación a estreses abióticos en Medicago sativa (especie perenne cultivada) y M. truncatula (leguminosa anual modelo), con el objetivo de identificar genes candidatos comunes implicados en la adaptación ambiental. Se analizaron loci polimórficos en ambas especies mediante enfoques de asociación genoma-ambiente (GEA) y genoma-fenotipo, buscando bloques de ligamiento homólogos que contuvieran señales convergentes de selección.

Se identificaron cientos de genes candidatos específicos de cada especie asociados a gradientes ambientales, de los cuales el 13,4% en M. sativa y el 24% en M. truncatula mostraron además asociación significativa con rasgos fenotípicos. De particular relevancia, se detectó un conjunto compartido de 168 genes candidatos GEA entre ambas especies, un 25,4% más de lo esperado por azar. Considerados conjuntamente, estos genes explicaron una proporción elevada de la varianza en determinados rasgos adaptativos. Entre los candidatos compartidos predominaron genes con funciones altamente conservadas, enriquecidos en términos de ontología génica relacionados con mecanismos de evitación y tolerancia a la sequía, incluyendo modificaciones en la morfología celular y procesos vinculados a la homeostasis celular.

En conjunto, los resultados apoyan la existencia de una base molecular común de adaptación a estreses abióticos en el género Medicago, sustentada en genes y funciones conservadas. Estos hallazgos se interpretan a la luz del modelo omnigénico de los caracteres complejos, sugiriendo que la adaptación ambiental puede involucrar redes amplias de genes con distintos grados de efecto, pero organizadas en torno a funciones celulares centrales.