{"id":3494,"date":"2020-08-05T14:46:20","date_gmt":"2020-08-05T12:46:20","guid":{"rendered":"https:\/\/us.edu.pl\/wydzial\/wnp\/?p=3494"},"modified":"2020-08-05T14:46:20","modified_gmt":"2020-08-05T12:46:20","slug":"badania-nad-ewolucja-brachypodium-w-oparciu-o-pan-genom","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/us.edu.pl\/wydzial\/wnp\/2020\/08\/05\/badania-nad-ewolucja-brachypodium-w-oparciu-o-pan-genom\/","title":{"rendered":"Badania nad ewolucj\u0105 Brachypodium w oparciu o pan-genom"},"content":{"rendered":"

Gradual polyploid genome evolution revealed by pan-genomic analysis of Brachypodium hybridum<\/em> and its diploid progenitors<\/a><\/strong><\/p>\n

Sean P. Gordon, Bruno Contreras-Moreira, Joshua J. Levy, Armin Djamei, Angelika Czedik-Eysenberg, Virginia S. Tartaglio, Adam Session, Joel Martin, Amy Cartwright, Andrew Katz, Vasanth R. Singan, Eugene Goltsman, Kerrie Barry, Vinh Ha Dinh-Thi, Boulos Chalhoub, Antonio Diaz-Perez, Ruben Sancho, Joanna Lusinska, Elzbieta Wolny, Candida Nibau, John H. Doonan, Luis A. J. Mur, Chris Plott, Jerry Jenkins, Samuel P. Hazen, Scott J. Lee, Shengqiang Shu, David Goodstein, Daniel Rokhsar, Jeremy Schmutz, Robert Hasterok, Pilar Catalan, John P. Vogel<\/p>\n

Nature Communications<\/em><\/p>\n

DOI: https:\/\/doi.org\/10.1038\/s41467-020-17302-5<\/p>\n

Streszczenie artyku\u0142u:<\/strong><\/p>\n

Niniejszy artyku\u0142 jest pok\u0142osiem realizowanego przez Mi\u0119dzynarodow\u0105 Inicjatyw\u0119 Brachypodium projektu naukowego, finansowanego ze \u015brodk\u00f3w Community Science Program US Department of Energy<\/em>, a tak\u017ce szeregu innych, podj\u0119tych w r\u00f3\u017cnych krajach inicjatyw badawczych w tym finansowanych przez Narodowe Centrum Nauki i wykonywanych przez Zesp\u00f3\u0142 Cytogenetyki i Biologii Molekularnej Ro\u015blin IBBiO\u015a projekt\u00f3w Maestro<\/a> oraz Harmonia<\/a>.<\/p>\n

Brachypodium hybridum<\/em> jest jednorocznym, allotetraploidalnym przedstawicielem modelowego rodzaju traw Brachypodium<\/em> (k\u0142osownica), a jego domniemanymi gatunkami rodzicielskimi s\u0105 B. distachyon<\/em> oraz B. stacei<\/em>. Z racji swej natury, B. hybridum<\/em> zyska\u0142 ostatnio du\u017ce znaczenie w badaniach gatunk\u00f3w miesza\u0144cowych w kontek\u015bcie lepszego zrozumienia struktury i ewolucji ich genom\u00f3w \u2013 zar\u00f3wno j\u0105drowych, jak i organellarnych. Analizy tego typu s\u0105 cz\u0119sto trudne, poniewa\u017c w przypadku naturalnych form miesza\u0144cowych nie jest wiadomo kt\u00f3re konkretnie genotypy gatunk\u00f3w rodzicielskich wzi\u0119\u0142y udzia\u0142 w tworzeniu allopoliploida. W celu rozr\u00f3\u017cnienia pomi\u0119dzy przedpoliploidyzacyjnym\u00a0 efektem za\u0142o\u017cyciela, a procesami ewolucyjnymi maj\u0105cymi miejsce ju\u017c po powstaniu gatunku miesza\u0144cowego, w niniejszej pracy oparto si\u0119 na analizie pan-genomu B. hybridum<\/em> oraz jego domniemanych gatunk\u00f3w rodzicielskich. Wyniki wykonanych w ramach tej pracy kompleksowych bada\u0144 por\u00f3wnawczych sugeruj\u0105, \u017ce wi\u0119kszo\u015b\u0107 zmienno\u015bci sk\u0142adu genowego w pan-genomie B. hybridum<\/em> spowodowana jest zmienno\u015bci\u0105 obserwowan\u0105 tak\u017ce w pan-genomach gatunk\u00f3w rodzicielskich. Analizy polimorfizm\u00f3w na poziomie zmian jednego nukleotydu (tzw. SNP), genom\u00f3w chloroplastowych oraz podsekwencji (tzw. k-mer\u00f3w) powi\u0105zanych z ruchomymi elementami genetycznymi sugeruj\u0105 \u017ce do powstania B. hybridum<\/em> dosz\u0142o w wyniku dw\u00f3ch niezale\u017cnych zdarze\u0144, odpowiednio ok. 1,4 mln i ok. 140 ty\u015b lat temu. Jednym z najwa\u017cniejszych wniosk\u00f3w p\u0142yn\u0105cych z tej pracy jest to, \u017ce procesy popoliploidyzacyjne zachodz\u0105ce u tego miesza\u0144ca mi\u0119dzygatunkowego polegaj\u0105 na stopniowej akumulacji zmian genomicznych i \u2013 poza sytuacj\u0105 obserwowan\u0105 w odniesieniu do gen\u00f3w koduj\u0105cych 18S-5,8S-25S rRNA \u2013 na braku specyficznej genomowo dominacji lub supresji aktywno\u015bci transkrypcyjnej gen\u00f3w. <\/strong>Co istotne, niezastosowanie w opisywanych badaniach analiz pan-genomicznych spowodowa\u0142oby istotne przeszacowanie liczby zmian genomicznych maj\u0105cych miejsce ju\u017c po skrzy\u017cowaniu si\u0119 B. distachyon<\/em> z B. stacei<\/em> i powstaniu B. hybridum<\/em>.<\/p>\n

Cz\u0119\u015bci\u0105 bada\u0144 przedstawionych w niniejszej pracy by\u0142y wykonane przez pracownik\u00f3w Zespo\u0142u Cytogenetyki i Biologii Molekularnej Ro\u015blin<\/a> (Joanna \u0141usi\u0144ska<\/a>, El\u017cbieta Wolny<\/a>, Robert Hasterok<\/a>) szczeg\u00f3\u0142owe por\u00f3wnawcze analizy struktury i ewolucji tak ca\u0142ych kariotyp\u00f3w, jak i poszczeg\u00f3lnych chromosom\u00f3w i ich fragment\u00f3w wykonane na poziomie cytomolekularnym w oparciu o technik\u0119 wielobarwnej fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ<\/em> z wykorzystaniem specyficznych chromosomowo sond molekularnych.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Opis ryciny<\/strong><\/p>\n

Wnioskowanie na temat ewolucji chromosom\u00f3w w oparciu o analizy cytomolekularne z wykorzystaniem por\u00f3wnawczego pr\u0105\u017ckowania chromosom\u00f3w metod\u0105 BAC-FISH z wykorzystaniem sond specyficznych chromosomowo. Poszczeg\u00f3lne kolory obrazuj\u0105 synteni\u0119 pomi\u0119dzy pi\u0119cioma chromosomami Brachypodium distachyon<\/em> (genotyp referencyjny Bd21) i odpowiednimi chromosomami B. stacei<\/em> (genotyp ABR114) oraz tzw. odpowiednikami ancestralnych chromosom\u00f3w ry\u017cu (Oryza sativa<\/em>). a-c<\/strong> Zale\u017cno\u015b\u0107 mi\u0119dzy chromosomami B. distachyon<\/em> Bd1 do Bd3 i odpowiednimi chromosomami B. stacei<\/em> mo\u017ce by\u0107 wyja\u015bniona jako efekt zaj\u015bcia serii fuzji ca\u0142ych odpowiednik\u00f3w ancestralnych chromosom\u00f3w ry\u017cu w obszary centromerowe (Bd1: Bs7\u2192Bs6\u2192Bs2; Bd2: Bs8\u2192Bs1; Bd3: Bs3\u2192Bs4). d<\/strong> Chromosom Bd4 jest synteniczny wzgl\u0119dem chromosom\u00f3w Bs5 oraz Bs10. Dodatkowo w chromosomie Bd4 zasz\u0142a inwersja pericentryczna (obejmuj\u0105ca obszar centromeru). d<\/strong> Chromosom Bd5 jest wysoce kolinerany wzgl\u0119dem chromosomu Bs9. Gwiazdki wskazuj\u0105 lokalizacj\u0119 zawieraj\u0105cego locus 35S rDNA przew\u0119\u017cenia wt\u00f3rnego\/satelity w chromosomach Bd5 i Bs6.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Gradual polyploid genome evolution revealed by pan-genomic analysis of Brachypodium hybridum and its diploid progenitors Sean P. Gordon, Bruno Contreras-Moreira, Joshua J. Levy, Armin Djamei, Angelika Czedik-Eysenberg, Virginia S. Tartaglio, Adam Session, Joel Martin, Amy Cartwright, Andrew Katz, Vasanth R. Singan, Eugene Goltsman, Kerrie Barry, Vinh Ha Dinh-Thi, Boulos Chalhoub, Antonio Diaz-Perez, Ruben Sancho, Joanna […]<\/p>\n

Read More…<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":114,"featured_media":3495,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_expiration-date-status":"saved","_expiration-date":0,"_expiration-date-type":"","_expiration-date-categories":[],"_expiration-date-options":[]},"categories":[6,9],"tags":[],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/us.edu.pl\/wydzial\/wnp\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3494"}],"collection":[{"href":"https:\/\/us.edu.pl\/wydzial\/wnp\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/us.edu.pl\/wydzial\/wnp\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/us.edu.pl\/wydzial\/wnp\/wp-json\/wp\/v2\/users\/114"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/us.edu.pl\/wydzial\/wnp\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3494"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/us.edu.pl\/wydzial\/wnp\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3494\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/us.edu.pl\/wydzial\/wnp\/wp-json\/wp\/v2\/media\/3495"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/us.edu.pl\/wydzial\/wnp\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3494"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/us.edu.pl\/wydzial\/wnp\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3494"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/us.edu.pl\/wydzial\/wnp\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3494"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}