_ Cercetătorii identifică rolul subgenomului în evoluția bambusului

Ca forță motrice majoră a evoluției, poliploidia (duplicarea genomului) este omniprezentă în diferite stadii evolutive ale arborelui vieții plantelor cu flori. Cu toate acestea, interacțiunile dintre genomii ancestrali dintr-un nucleu poliploid, care implică adesea dominanța subgenomului, au fost puțin înțelese.

Bambușii prezintă o mare diversitate în specii și morfologie, constând dintr-o clădă erbacee minoră, în mare parte diploidă (~ 126 de specii) și trei clade lemnoase poliploide majore (~ 1.576 de specii). Fiind una dintre cele mai importante linii de plante care s-a adaptat la un habitat forestier, bambușii lemnos (WBs) prezintă trăsături biologice distinctive, cum ar fi creșterea rapidă (până la 114,5 cm/zi) și înflorirea sincronă, de obicei monocarpică (~30– 60 de ani).

O echipă de cercetare condusă de prof. Li Dezhu de la Institutul de Botanică Kunming (KIB) al Academiei Chineze de Științe (CAS), în colaborare cu oameni de știință din Statele Unite, a propus un model rafinat pentru originea și poliploidizarea bambusului lemnos. Rezultatele muncii lor au fost publicate online în Nature Genetics într-un articol intitulat „Genome assemblys of 11 bambus species highlight diversification induced by dynamic subgenome dominance.”

Studiile lor au relevat evenimente recurente de hibridizare între strămoșii diploizi ai descendențelor lemnoase. urmată de poliploidizare, împreună cu introgresiunea între liniile ancestrale lemnoase și erbacee, la începutul evoluției bambusului.

Echipa lui Li s-a dedicat mult timp studiilor sistematice și evolutive ale bambusului. În lucrările lor anterioare, care raportau proiecte de genom pentru patru specii de bambus, ei au propus o origine reticulata pentru WB care implică hibridizare și poliploidizare.

„Pentru a efectua un studiu mai cuprinzător al bambusului la diferite niveluri de ploidie și o diversitate filogenetică largă, am a prelevat probe de două bambus erbacee și trei specii reprezentative din fiecare descendență lemnoasă”, a spus Li.

Echipa internațională a dobândit cu succes secvențe de genom la nivel de cromozom a 11 specii reprezentative de bambus folosind tehnologia de secvențiere de a treia generație. Ei au colectat și secvențiat date de transcriptom din 476 de probe de bambus care acoperă diferite țesuturi și diferite stadii de creștere.

Folosind o abordare multi-omică, echipa a confirmat prezența a patru subgenomi distincti de WB: A, B, C și D.

Investigații ulterioare au arătat că WB-urile prezintă o stabilitate cariotip remarcabilă, menținând starea ancestrală a 12 cromozomi din familia gramineului la nivel subgenom, în ciuda a 12 până la 20 Ma de la poliploidizare și diversificarea ulterioară a speciilor pe scară largă.

"Studiul nostru sugerează o dominație clară a subgenomului C în două linii tetraploide, așa cum se reflectă într-o serie de caracteristici, inclusiv dimensiunea genomului, fracționarea genelor, rearanjamentele genomice, elementele transpozabile și expresia genelor", a spus Li. .

Cu toate acestea, modelul de dominanță în descendența hexaploidă este mai dinamic, cu o schimbare treptată a dominanței de la subgenomul C la cel A.

O analiză ulterioară a relevat că dominanta C subgenomul, împreună cu subgenomul A din clada hexaploidă, a contribuit cel mai mult la evoluția trăsăturilor distinctive în WB și, eventual, la radiația adaptivă a acestora într-un habitat forestier.

Această lucrare evidențiază utilitatea utilizării la nivelul întregii clade. ansambluri de secvențe ale genomului pentru a avansa înțelegerea evoluției subgenomului la plantele poliploide.

(Fluierul)