A duplicação do genoma inteiro é frequentemente sugerida como um dos principais impulsionadores da variação e complexidade do desenvolvimento nas plantas. No entanto, seus efeitos podem ser variáveis ​​em relação a características particulares. Por exemplo, as duplicações de todo o genoma foram sugeridas para suportar maior resistência a insetos herbívoros em algumas espécies, mas resultar em maior suscetibilidade à herbivoria em outras espécies. Os efeitos de duplicações de todo o genoma podem, portanto, variar característica a característica entre as espécies. Particularmente associados a interações com herbívoros, bem como com insetos polinizadores, nas plantas estão os metabólitos secundários.

Metabólitos secundários são metabólitos que não são estritamente necessários para o crescimento e desenvolvimento das plantas, mas cumprem outras funções para promover a sobrevivência e reprodução bem-sucedidas das plantas. O efeito de duplicações de todo o genoma na presença, ausência e complexidade de metabólitos secundários de plantas é incerto. Para corrigir esse desequilíbrio, Gaynor, Lim-Hing e Mason, da Universidade da Flórida Central, pesquisam conjuntos de dados conhecidos em seus recentes Annals of Botany papel investigar se há uma tendência geral no efeito de duplicações de todo o genoma em metabólitos secundários em plantass.

Os autores primeiro levantam a hipótese de que os eventos de duplicação do genoma inteiro aumentam a concentração geral de metabólitos secundários nas plantas. Com base em 12 estudos, os autores concluem que esse não é o caso. Enquanto alguns estudos associam maior ploidia (um proxy para o número de duplicações do genoma) com maiores concentrações de metabólitos secundários, outros mostram que baixa ploidia também pode estar associada a altas concentrações de metabólitos secundários. Além disso, outros estudos não mostram nenhuma relação entre os dois. Relacionado a isso, os autores também levantam a hipótese de que eventos de duplicação de todo o genoma podem estar associados a mudanças de concentração relativa entre grupos específicos de metabólitos secundários. No entanto, os autores também não encontraram tendências gerais entre as concentrações de diferentes grupos de metabólitos secundários e ploidia alta ou baixa.

A terceira e última hipótese que os autores apresentam é que duplicações de todo o genoma podem produzir maior diversidade de metabólitos secundários. Cerca de metade dos estudos pesquisados ​​por Gaynor, Lim-Hing e Mason não relataram nenhum padrão na diversidade de metabólitos secundários associados ao status de ploidia. A outra metade dos estudos pesquisados ​​registrou mudanças na diversidade associadas ao status de ploidia. No entanto, eles novamente não mostraram uma tendência geral robusta - alguns estudos registraram maior diversidade de metabólitos secundários com menor ploidia, enquanto outros registraram maior diversidade com alta ploidia.

Esta pesquisa de Gaynor, Lim-Hing e Mason indica, portanto, que as duplicações de todo o genoma podem ter efeitos variáveis ​​na concentração e diversidade de metabólitos secundários de plantas. Gaynor, Lim-Hing e Mason apontam que, para entender mais sobre essa variação na produção de metabólitos secundários em diferentes estados de ploidia, trabalhos futuros devem "avaliar não apenas a metabolômica, mas integrar essas informações com a dinâmica nas escalas da arquitetura genômica, expressão gênica, e o proteoma, em particular a função enzimática'. Eles também admitem que os estudos que pesquisam não se alinham necessariamente com precisão em termos de técnicas usadas ou configurações experimentais para avaliar as relações de metabólitos secundários com a ploidia. Portanto, mais trabalho é necessário, mas este estudo destaca que, embora as duplicações do genoma inteiro possam estar amplamente associadas ao aumento da complexidade do desenvolvimento, isso não se aplica necessariamente a todas as características da planta.

Imagem da capa: Nevena Morel/Wikimedia Commons