E-mail | SIS | Moodle | Helpdesk | Knihovny | cuni.cz | CIS Více

česky | english Přihlášení



Spojení dvou polyploidů je lepší než součet jejich částí

Evoluční bioložky z katedry botaniky PřF UK, Roswitha Schmickl a Magdalena Bohutínská, společně se spolupracovníky ze Spojeného království (John Innes Center a University of Nottingham, University of Leicester a University of Cambridge) objevily zajímavou roli mezidruhového křížení při adaptaci k polyploidizaci, zdvojení celého genomu. Článek vyšel nedávno v prestižním časopise Nature Communications.


PolyploidnÍ řeřišničník skalní (Arabidopsis lyrata) z východního alpského předhůří, který obsahuje alely sesterského druhu řeřišničníku písečného (Arabidopsis arenosa). Ty mu umožnily stabilizaci genomu po polyploidizaci a zajištění schopnosti pohlavního rozmnožování.  Výměna výhodných alel mezi polyploidními populacemi těchto druhů byla zjištěna díky populační genomice a cytologickým analýzám meiózy.

 

Polyploidizace a hybridizace jsou klíčovými hnacími silami inovací genomu -  generují různorodost  mnoha skupin organismu a jsou spojeny se vznikem  evolučnich  výhod. Polyploidizace je nicméně mutace s velkým dosahem a často vede k nestabilitě genomu vlivem epigenetického šoku či narušením genové exprese. Možná největší výzvu pak představuje narušení meiózy (redukčního dělení) vlivem přítomnosti více než dvou sad chromozomů, které má  přímé negativními dopady na plodnost. Proto se nabízí otázka, jak  nově vzniklé polyploidní populace dosáhnou stabilizace meiozy, a tedy jak si zajistí schopnost dále se pohlavně rozmnožovat. Klíčem k odpovědi u A. lyrata a A. arenosa se stal fakt, že polyploidní populace těchto relativně dobře oddělených druhů jsou schopny se vzájemně křížit.

Populačně genomické analýzy ukázaly, ze polyploidní populace A. lyrata přijaly díky mezidruhovému křízení velkou část alel, které jim umožnily stabilizaci genomu od polyploidních populací sesterského druhu A. arenosa. U toho proběhla polyploidizace dříve, a proto se k ní  pravděpodobně již do jisté míry přizpůsobil. Nicméně výměna výhodných alel byla detekována i druhým směrem, což ukazuje na důležitost oboustranného genového toku v přežití nedávno vzniklých polyploidních populací a naznačuje, ze spojení těchto dvou druhů na polyploidní úrovni  je lepší než součet jejich částí. Na závěr je zajímavé si uvědomit, že hybridizace, usnadňující adaptaci u těchto dvou druhů, je umožněna díky stejnému procesu, který  napomahá adaptaci: díky polyploidizaci.


Marburger, S., Monnahan, P., Seear, P.J.et al. Interspecific introgression mediates adaptation to whole genome duplication. Nat Commun 10, 5218 (2019) doi: 10.1038/s41467-019-13159-5


 

Publikováno: Středa 08.01.2020 16:35

Akce dokumentů