La competencia entre la biosíntesis de antocianinas y flavonoides produce variaciones en el patrón espacial de los pigmentos florales entre especies de Mimulus

Los patrones de color de las flores han servido durante mucho tiempo como un modelo para la genética del desarrollo porque los fenotipos de pigmentos son visualmente impactantes, pero generalmente no son necesarios para la viabilidad de las plantas, facilitando el análisis genético de mutantes de color y patrón. La evolución de nuevos colores y patrones de flores ha desempeñado un papel clave en la radiación adaptativa de las plantas con flores a través de sus interacciones especializadas con diferentes gremios de polinizadores (por ejemplo, abejas, mariposas, aves), motivando la búsqueda de diferencias alélicas que afectan el patrón de color de la flor en especies vegetales cercanamente relacionadas con diferentes polinizadores. Hemos identificado LIGHT AREAS1 (LAR1), que codifica un factor de transcripción R2R3-MYB, como el gen causal subyacente a la variación del patrón espacial de la pigmentación antocianínica floral entre dos especies hermanas de flor de mono: la Mimulus lewisii polinizada por abejorros y la Mimulus cardinalis polinizada por colibríes. Demostramos que LAR1 regula positivamente FLAVONOL SYNTHASE (FLS), eliminando prácticamente la biosíntesis de antocianinas en la región blanca (es decir, áreas claras) alrededor de la garganta de la corola de las flores de M. lewisii al desviar el dihidroflavonol hacia la biosíntesis de flavonoides desde la vía del pigmento antocianínico. FLS se expresa preferentemente en las áreas claras de la flor de M. lewisii, prepatronando así la corola. La expresión de LAR1 en las flores de M. cardinalis es mucho más baja que en M. lewisii, lo que explica el fenotipo no patrón y la herencia recesiva del alelo de M. cardinalis. Además, nuestros análisis de expresión génica y resultados de mapeo genético sugieren que un cambio cis-regulatorio en el gen LAR1 desempeñó un papel crítico en la evolución de diferentes patrones de pigmentación entre las dos especies.