Ectocarpus es un género de algas pardas filamentosasque incluye un organismo modelo para la genómica de la multicelularidad . [1] [2] Entre los posibles organismos modelo en las algas pardas, Ectocarpus fue seleccionado por el tamaño relativamente pequeño de su talo maduro y la velocidad con la que completa su ciclo de vida. [3] [4] Las herramientas disponibles para Ectocarpus como especie modelo incluyen una secuencia de genoma de alta calidad [5] ygenéticas tanto directas [6] como inversas [7] , esta última basada en CRISPR-Cas9.
Taxonomía y nomenclatura
Las algas pardas son heterocontas, un grupo que también incluye diatomeas y oomicetos. A pesar de sus simples talos filamentosos, las Ectocarpales son parte del grupo corona de los órdenes de algas pardas y son un grupo hermano del orden Laminariales (kelps). [8] La especie tipo del género es Ectocarpus siliculosus ( Dillwyn ) Lyngbye. [9] En 1809, Dillwyn describió a Ectocarpus como Conferva siliculosa basándose en especímenes recolectados por WJ Hooker de Norfolk y East Sussex. En 1819, Lyngbye describió posteriormente a Ectocarpus utilizando un espécimen de Dinamarca, citando a C. siliculosa Dilwyn como su basiónimo. [10]
Morfología
Los estudios sobre morfología han sido limitados para Ectocarpus , ya que solo dos especies del género ( E. siliculosus y E. fasciculatus) están bien descritas según su morfología y secuencia genética.
Ectocarpus es un alga filamentosa que puede crecer hasta 30 cm. Los especímenes cultivados en el laboratorio tienden a ser fértiles cuando miden entre 1 y 3 cm de longitud. Ectocarpus tiene una apariencia normal y ramificada en cultivos unialgales, pero en cultivos axénicos tiene una apariencia esférica, lo que sugiere que se requieren simbiontes bacterianos para que el alga alcance una morfología normal. [11]
Distribución
Ectocarpus se puede encontrar en todo el mundo, en costas templadas creciendo como epífitas en otra flora (por ejemplo, pastos marinos, otras algas) o en sustratos rocosos (epiliticos). Si bien comúnmente se adhieren a un sustrato, los talos de Ectocarpus también pueden sobrevivir mientras flotan. Ectocarpus se encuentra más comúnmente como epífitas en la macroflora marina en lugar de epilítico. [12] E. fasciculatus es conocido como un endófito de Laminaria digitata , pero ningún estudio ha documentado cómo elude la defensa del alga. [13] [14] E. crouaniorum se encuentra en la zona intermareal, mientras que E. siliculosus y E. fasciculatus se pueden encontrar en zonas intermareales medias y submareales, respectivamente. [15]
Ecología
Los talos de Ectocarpus tienden a albergar varios invertebrados marinos (por ejemplo, crustáceos y nematodos) y algunos protistos. [16] La temperatura afecta el ciclo de vida de algunas cepas. [17] Un estudio de los ciclos de vida de las poblaciones naturales en el noroeste de Francia y el suroeste de Italia encontró una marcada isomorfía entre generaciones en algunas poblaciones y evidencia de poblaciones con ciclos de vida asexuales modificados. [18]
Historia de vida
En el laboratorio, la historia de vida es una alternancia de generaciones isomorfas a ligeramente heteromórficas, pero también existen cepas asexuales. Ectocarpus tiene un ciclo de vida haploide-diploide con generaciones tanto de esporofito como de gametofito. Puede completar todo su ciclo de vida en 3 meses en el laboratorio. Los esporofitos diploides dan lugar a meiosporas haploides que luego producirán una generación de gametofitos haploides. Estos gametofitos son dioicos, produciendo gametos masculinos o femeninos, que se fusionan para producir cigotos diploides, reiniciando la etapa de esporofito. La partenogénesis también puede ocurrir cuando un gameto no encuentra un gameto del sexo opuesto, produciendo un partenosporofito. [19] La implementación del programa de desarrollo del esporofito requiere dos factores de transcripción del homeodominio TALE, OUROBOROS y SAMSARA. [20] Si alguno de los genes que codifican estas dos proteínas es disfuncional, el alga se desarrolla como un gametofito.
Cultivo y Explotación
Se ha establecido un protocolo para el cultivo de Ectocarpus en el laboratorio. Ectocarpus puede crecer en agua de mar artificial, aunque el medio estándar es el agua de mar enriquecida con Provasoli (PES). Las condiciones estándar de laboratorio son el crecimiento a 13 grados Celsius bajo un ciclo de luz:oscuridad de 12 h:12 h con una irradiancia de 20 μmol fotones m −2 s −1 . [21]
Composición química
El yoduro que se origina en el agua de mar puede acumularse en altas concentraciones en varias algas pardas, pero no se observan niveles altos en Ectocarpus . Se han identificado genes que se prevé que codifiquen enzimas implicadas en el metabolismo del yodo en Ectocarpus , incluidas las haloperoxidasas, las dehalogenasas y las dehalogenasas de haloalcanos. [22] Estas enzimas pueden ser parte del mecanismo de defensa de Ectocarpus contra las defensas halogenadas de los huéspedes de algas pardas cuando crece como epífita. [23]
Utilización y gestión
El Ectocarpus es vulnerable a una variedad de patógenos y parásitos y también es sensible a factores de estrés abióticos como cambios de temperatura, luz y salinidad. Se han observado modificaciones importantes en el transcriptoma del Ectocarpus después de tratamientos de estrés. [24]
Lista de especies
Algunas especies de Ectocarpus actualmente aceptadas incluyen:
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Lectura adicional
Bourdareau, Simon; Tirichine, Leila; Lombard, Bérangère; Loew, Damarys; Scornet, Delphine; Wu, Yue; Coelho, Susana M.; Cock, J. Mark (2021). "Modificaciones de histonas durante el ciclo de vida del alga parda Ectocarpus". Biología del genoma . 22 (1). doi : 10.1186/s13059-020-02216-8 . ISSN 1474-760X.
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