Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các thành phần của động thái kích thước bộ gen trong nội bộ các giống cây và động vật
Tóm tắt
Nghiên cứu này được dành riêng cho động thái kích thước bộ gen trong suốt quá trình tiến hóa của các loài cây và động vật thuộc cùng một giống. Ở quy mô các hạng mục phân loại của hai giới thực vật và động vật, kích thước bộ gen của các loài có xu hướng giảm, điều này có nghĩa là các loài có bộ gen nhỏ chiếm ưu thế đáng kể. Tuy nhiên, trong nội bộ các giống của cả thực vật và động vật, kích thước bộ gen có thể tăng, giảm hoặc giữ ổn định tương đối trong toàn bộ quá trình tiến hóa của giống. Ba mẫu hình này đại diện cho các thành phần cơ bản của động thái kích thước bộ gen trong nội bộ giống. Ngoài động thái đơn giản với một thành phần, còn tồn tại động thái phức tạp bao gồm hai hoặc thậm chí ba thành phần cơ bản. Động thái kích thước bộ gen của các loài lưỡng bội và đa bội trong nội bộ các giống thực vật có thể khác biệt đáng kể, điều này phản ánh ảnh hưởng của những yếu tố tiến hóa khác nhau. Nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi thành phần trong trường hợp động thái phức tạp không hoàn toàn rõ ràng, tuy nhiên một trong số đó có thể là sự làm lạnh toàn cầu bắt đầu cách đây ba triệu năm.
Từ khóa
#động thái kích thước bộ gen #tiến hóa #giống thực vật #giống động vật #lưỡng bội #đa bộiTài liệu tham khảo
Ågren, J.A. and Wright, S.I., Co-evolution between transposable elements and their hosts: a major factor in genome size evolution?, Chromosome Res., 2011, vol. 19, pp. 777—786. https://doi.org/10.1007/s10577-011-9229-0
Zhao, M. and Ma, J., Co-evolution of plant LTR-retrotransposons and their host genomes, Protein Cell, 2013, vol. 4, pp. 493—501. https://doi.org/10.1007/s13238-013-3037-6
Elliott, T.A. and Gregory, T.R., Do larger genomes contain more diverse transposable elements?, BMC Evol. Biol., 2015, vol. 5, p. 69.
Ahuja, M.R. and Neale, D., Evolution of genome size in conifers, Silvae Genet., 2005, vol. 54, no. 3, pp. 126—137.
Puchta, H., The repair of double-strand breaks in plants: mechanisms and consequences for genome evolution, J. Exp. Bot., 2005, vol. 56, pp. 1—14.
Petrov, D.A., Mutational equilibrium model of genome size evolution, Theor. Popul. Biol., 2002, vol. 61, pp. 531—544.
Vitte, C. and Panaud, O., LTR retrotransposons and flowering plant genome size: emergence of the increase/decrease model, Cytogenet. Genome Res., 2005, vol. 110, pp. 91—107.
Chénais, B., Caruso, A., Hiard, S., and Casse, N., The impact of transposable elements on eukaryotic genomes: from genome size increase to genetic adaptation to stressful environments, Gene, 2012, vol. 509, pp. 7—15. https://doi.org/10.1016/j.gene.2012.07.042
Cavalier-Smith, T., Skeletal DNA and the evolution of genome size, Annu. Rev. Biophys. Bioeng., 1982, vol. 11, pp. 273—302.
Cavalier-Smith, T., Economy, speed and size matter: evolutionary forces driving nuclear genome miniaturization and expansion, Ann. Bot., 2005, vol. 95, pp. 147—175.
Gregory, T.R., Coincidence, coevolution, or causation? DNA content, cell size, and the C-value enigma, Biol. Rev., 2001, vol. 7, pp. 65—101.
Vinogradov, A.E., Genome size and chromatin condensation in vertebrates, Chromosoma, 2005, vol. 113, pp. 362—369.
Alonso, C., Pérez, R., Bazaga, P., and Herrera, C.M., Global DNA cytosine methylation as an evolving trait: phylogenetic signal and correlated evolution with genome size in angiosperms, Front. Genet., 2015, vol. 6, p. 4. https://doi.org/10.3389/fgene.2015.00004
Garnatje, T., Vallès, J., Garcia, S., et al., Genome size in Echinops L. and related genera (Asteraceae, Cardueae): karyological, ecological and phylogenetic implications, Biol. Cell, 2004, vol. 96, pp. 117—124.
Grotkopp, E., Rejmanek, M., Sanderson, M., et al., Evolution of genome size in pines (Pinus ssp.) and its life-history correlates: supertree analysis, Evolution, 2004, vol. 58, no. 8, pp. 1705—1729.
Gregory, T.R., Genome size and developmental complexity, Genetica, 2002, vol. 115, no. 1, pp. 131—146.
Markov, A.V., Anisimov, V.A., and Korotayev, A.V., Relationship between genome size and organismal complexity in the lineage leading from prokaryotes to mammals, Paleontol. J., 2010, vol. 44, no. 5, pp. 363—373.
Vinogradov, A.E. and Anatskaya, O.V., Genome size and metabolic intensity in tetrapods: a tale of two lines, Proc. Biol. Sci., 2006, vol. 273, pp. 27—32.
Morgan, H.D. and Westoby, M., The relationship between nuclear DNA content and leaf strategy in seed plants, Ann. Bot., 2005, vol. 96, pp. 1321—1330.
Sheremetiev, S.N., Gamalei, Yu.V., and Slemnev, N.N., Trends of angiosperm genome evolution, Tsitologiya, 2011 vol. 53, no. 4, pp. 295—312.
Grif, V.G., DNA amount per genome in plant systematics, Tsitologiya, 1998, vol. 40, no. 7, pp. 690—705.
Ohri, D., Genome size variation and plant systematics, Ann. Bot., 1998, vol. 82, pp. 75—83.
Boutanaev, A.M. and Nemchinov, L.G., Genome size dynamics within multiple genera of diploid seed plants, Russ. J. Genet., 2020, vol. 56, no. 6, pp. 684—692. https://doi.org/10.1134/S1022795420060046
Bennetzen, J.L., Ma, J., and Devos, K.M., Mechanisms of recent genome size variation in flowering plants, Ann. Bot., 2005, vol. 95, pp. 127—132.
Vinogradov, A.E., Evolution of genome size: multilevel selection, mutation bias or dynamical chaos?, Curr. Opin. Genet. Dev., 2004, vol. 14, pp. 620—626.
Pellicer, J. and Leitch, I.J., The Plant DNA C-values database (release 7.1): an updated online repository of plant genome size data for comparative studies, New Phytol., 2020, vol. 226, no. 2, pp. 301—305. https://doi.org/10.1111/nph.16261
Gregory, T.R., Animal Genome Size Database, 2020. http://www.genomesize.com.
Willyard, A., Wallace, L.E., Wagner, W.L., et al., Estimating the species tree for Hawaiian Schiedea (Caryophyllaceae) from multiple loci in the presence of reticulate evolution, Mol. Phylogenet. Evol., 2011, vol. 60, no. 1, pp. 29—48. https://doi.org/10.1016/j.ympev.2011.04.001
Gurushidze, M., Phylogenetic relationships and diversification processes in Allium subgenus Melanocrommyum, Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Doctor Rerum Naturalium Vorgelegt der Naturwissenschaftlichen Fakultät I—Biowissenschaften, Halle-Wittenberg: der Martin-Luther-Universität. https://d-nb. info/1024874451/34.
Ammiraju, J.S.S., Fan, C., Yu, Y., et al., Spatio-temporal patterns of genome evolution in allotetraploid species of the genus Oryza, Plant J., 2010, vol. 6, no. 3, pp. 430—442. https://doi.org/10.1111/j.1365-313X.2010.04251.x
Brassac, J. and Blattner, F.R., Species level phylogeny and polyploid relationships in Hordeum (Poaceae) inferred by next-generation sequencing and in silico cloning of multiple nuclear loci, Syst. Biol., 2015, vol. 64, no. 5, pp. 792—808. https://doi.org/10.1093/sysbio/syv035
Lo, E.Y.Y. and Donoghue, M.J., Expanded phylogenetic and dating analyses of the apples and their relatives (Pyreae, Rosaceae), Mol. Phylogenet. Evol., 2012, vol. 63, pp. 230—243.
Wang, B., Hybridization and Evolution in the Genus Pinus, Umeå, Sweden: Umeå University, 2013. http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:652236/ FULLTEXT01.pdf.
Lledó, M.D., Molecular phylogenetics of Limonium and related genera (Plumbaginaceae): biogeographical and systematic implications, Am. J. Bot., 2005, vol. 92, no. 7, pp. 1189—1198. https://doi.org/10.3732/ajb.92.7.1189
Stadelmann, B., Jacobs, D.S., Schoeman, C., and Ruedi, M., Phylogeny of African Myotis bats (Chiroptera, Vespertilionidae) inferred from cytochrome b sequences, Acta Chiropterol., 2004, vol. 6, no. 2, pp. 177—192. https://doi.org/10.3161/001.006.0201
Stadelmann, B., Lin, L.K., Kunz, T.H., and Ruedi, M., Molecular phylogeny of New World Myotis (Chiroptera, Vespertilionidae) inferred from mitochondrial and nuclear DNA genes, Mol. Phylogenet. Evol., 2007, vol. 43, no. 1, pp. 32—48.
Ruedi, M., Stadelmann, B., Gager, Y., et al., Molecular phylogenetic reconstructions identify East Asia as the cradle for the evolution of the cosmopolitan genus Myotis (Mammalia, Chiroptera), Mol. Phylogenet. Evol., 2013, vol. 69, no. 3, pp. 437—449.
Phillips, M.J., Haouchar, D., Pratt, R.C., et al., Inferring kangaroo phylogeny from incongruent nuclear and mitochondrial genes, PLoS One, 2013, vol. 8, no. 2. e57745. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0057745
Meredith, R.W., Westerman, M., and Springer, M., A phylogeny and timescale for the living genera of kangaroos and kin (Macropodiformes: Marsupialia) based on nuclear DNA sequences, Aust. J. Zool., 2008, vol. 56, pp. 395—410.
Larsen, P.A., Marchán-Rivadeneira, M.R., and Baker, R.J., Speciation dynamics of the fruit-eating bats (Genus Artibeus): with evidence of ecological divergence in Central American populations, Bat Evolution, Ecology, and Conservation, Adams, R. and Pedersen, S., Eds., New York: Springer-Verlag, 2013, pp. 315—339. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-7397-8_16.
Nagy, J., Végvári, Z., and Varga, Z., Phylogeny, migration and life history: filling the gaps in the origin and biogeography of the Turdus thrushes, J. Ornithol., 2019, vol. 160, no. 2, pp. 529—543.
Krajewski, C., Sipiorski, J.T., and Anderson, F.E., Complete mitochondrial genome sequences and the phylogeny of cranes (Gruiformes: Gruidae), Auk, 2010, vol. 127, no. 2, pp. 440—452.
Lima, N.C.B., Soares, A.E.R., de Paula Almeida, L.G., et al., Comparative mitogenomic analyses of Amazona parrots and Psittaciformes, Genet. Mol. Biol., 2018, vol. 41, no. 3, pp. 593—604. https://doi.org/10.1590/1678-4685-GMB-2017-0023
Wiens, J.J., Parra-Olea, J., García-París, M., and Wake, D.B., Phylogenetic history underlies elevational biodiversity patterns in tropical salamanders, Proc. Biol. Sci., 2007, vol. 274, no. 1612, pp. 919—928.
Hedges, S.B. and Heinicke, M.P., Molecular phylogeny and biogeography of West Indian frogs of the genus Leptodactylus (Anura, Leptodactylidae), Mol. Phylogenet. Evol., 2007, vol. 44, no. 1, pp. 308—314.
Kozak, K.H., Weisrock, D.W., and Larson, A., Rapid lineage accumulation in a non-adaptive radiation: phylogenetic analysis of diversification rates in eastern North American woodland salamanders (Plethodontidae: Plethodon), Proc. R. Soc. B., 2006, vol. 273, pp. 539—546. https://doi.org/10.1098/rspb.2005.3326
Vieites, D.R., Min, M.-S., and Wake, D.B., Rapid diversification and dispersal during periods of global warming by plethodontid salamanders, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 2007. vol. 104, no. 50, pp. 19903—19907.
Wagner, W.L., Funk, V.A., Weller, S.G., Phylogeny and biogeography in Schiedea and Alsinidendron (Caryophyllaceae), in Hawaiian Biogeography: Evolution on a Hot Spot Archipelago, Wagner, W.L. and Funk, V.A., Eds., 1995, pp. 221—258. https://repository.si.edu/handle/10088/7620.
Willyard, A., Wallace, L.E., Wagner, W.L., et al., Estimating the species tree for Hawaiian Schiedea (Caryophyllaceae) from multiple loci in the presence of reticulate, Mol. Phylogenet. Evol., 2011, vol. 60, pp. 29—48.
Wagner, W.L., Weller, S.G., and Sakai, A., Monograph of Schiedea (Caryophyllaceae—Alsinoideae), Syst. Bot. Monogr., 2005, vol. 72. https://repository.si.edu/handle/10088/18515.
Ravelo, A.C., Andreasen, D.H., Lyle, M., et al., Regional climate shifts caused by gradual global cooling in the Pliocene epoch, Nature, 2004, vol. 429, no. 6989, pp. 263—267. https://doi.org/10.1038/nature02567
Bartoli, G., Sarnthein, M., Weinelt, M., et al., Final closure of Panama and the onset of northern hemisphere glaciation, Earth Planet. Sci. Lett., 2005, vol. 237, nos. 1—2, pp. 33—44.
Zachos, J., Pagani, M., Sloan, L., et al. Trends, rhythms, and aberrations in global climate 65 Ma to present, Science, 2001, vol. 292, no. 5517, pp. 686—693.