De la filogenética a la filogenómica: aplicación a las g-Proteobacterias endosimbióticas de insectos

Comas, I., Moya,A., González-Candelas, F.

Instituto Cavanilles de Biodiversidad y Biología Evolutiva. Universidad de Valencia. Apartado Oficial 22085. 46071-Valencia. andres.moya@uv.es

La creciente disponibilidad de secuencias de genomas completos y el desarrollo de nuevos y más rápidos métodos de reconstrucción filogenética están permitiendo explorar el conjunto de los árboles filogenéticos de cada uno de los genes del genoma de cualquier especie, lo que ha conducido a la aparición de nuevos métodos filogenómicos. En este trabajo presentamos los resultados obtenidos con la utilización de distintos métodos de análisis filogenéticos y filogenómicos sobre el origen monofilético de las g-Proteobacterias endosimbióticas de insectos. El origen de este grupo es bastante controvertido y ha sido objeto de varios resultados recientes muy discrepantes. Además, este análisis nos ha permitido comparar la eficacia y fiabilidad de los distintos métodos de reconstrucción filogenética empleados y su utilidad y aplicabilidad para estudios filogenómicos.

Hemos obtenido el árbol filogenético de cada uno de los 579 genes codificantes identificados en el genoma del endosimbionte primario de las hormigas carpintero, Blochmannia floridanus, tras determinar sus presuntos ortólogos en cada uno de 20 genomas adicionales de Proteobacterias. Entre estas se encuentran 16 g-Proteobacterias (incluyendo todas las endosimbiontes de insectos cuyo genoma ha sido secuenciado), 3 b-Proteobacterias y una a-Proteobacteria. Diferentes métodos de reconstrucción convergen en rescatar un grupo monofilético para las bacterias endosimbióticas. Sin embargo, sólo 43 genes, tomados aisladamente, recuperan la misma topología aceptada como árbol de especies. La mayoría de las discrepancias se deben a la localización de las Xanthomonadales con las b-Proteobacterias y no a incertidumbres sobre la localización o monofilia de los endosimbiontes. Los genes operacionales rechazan en mayor proporción el árbol de especies que los genes informacionales. En global, hemos encontrado que alrededor de un 30% de los genes analizados presentan una evolución discordante a la definida en el árbol de especies. Esta incongruencia puede darse por diversos motivos uno de los cuales es la transferencia génica horizontal.

En conclusión, hemos obtenido un fuerte apoyo para la hipótesis de monofilia para los g-Proteobacterias endosimbióticas de insectos mediante una combinación de métodos filogenéticos y filogenómicos. Entre estos, el empleo de un concatenado de secuencias génicas proporciona un método de estimación eficiente y robusto del árbol de especies. No obstante, otros métodos filogenómicos, como los basados en superárboles consenso son útiles para revelar señalas filogenéticos alternativas y deben incluirse en todo estudio filogenómico integral.