Phylotranscriptomics tiết lộ sự nhân bản gen rộng rãi trong tiểu tộc Gentianinae (Gentianaceae)
Tóm tắt
Sự nhân bản gen đóng vai trò quan trọng trong việc đa dạng hóa và thích ứng của thực vật với các môi trường sống mới. Trong nghiên cứu này, chúng tôi hướng tới việc tái cấu trúc hệ cây phát sinh ở quy mô toàn bộ bộ gen và xác định các sự kiện nhân bản gen quy mô lớn cho tiểu tộc Gentianinae (Gentianaceae), biểu tượng nổi bật của các loài thực vật miền núi cao ở Cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng. Chúng tôi đã giải trình tự và lắp ráp 70 bộ gen từ 67 loài, đại diện cho cả sáu chi đã được công nhận trong tiểu tộc Gentianinae cùng với các nhóm ngoài có liên quan chặt chẽ. Sử dụng các phương pháp phát sinh hệ gen, mối quan hệ cơ bản của Gentianinae đã được giải quyết gần như hoàn toàn với sự hỗ trợ cao từ bootstrap. Mặc dù đã quan sát được một số bất đồng giữa cây phát sinh hạt nhân và plastid, sáu nhánh chính của Gentianinae đã được tái phát hiện nhất quán trong cả hai cây phát sinh. Ngoài ra, chúng tôi đã phát hiện ra mức độ xảy ra cao của các gen bị nhân bản trong các lắp ráp transcriptome của chúng tôi. Sử dụng một số phương pháp hòa giải cây gen, chúng tôi đã xác định được 10 nút trong cây loài với nồng độ lớn các gen bị nhân bản. Phân tích thêm cho thấy rằng nhiều gen bị nhân bản này có thể phát sinh từ đa bội lai bất thường, điều này cũng có thể giải thích cho một số sự không tương thích hình thái giữa cây phát sinh hạt nhân và plastid trong Gentianinae.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Defoort J, 2019, The evolution of gene duplicates in angiosperms and the impact of protein–protein interactions and the mechanism of duplication, Genome Biology and Evolution, 11, 2292
Ho TN, 2002, Metagentiana, a new genus of Gentianaceae, Botanical Bulletin of Academia Sinica, 43, 83
Ho TN, 2002, Reports on the chromesome numbers of 8 species in Gentiana (Gentianaceae), Acta Biologica Plateau Sinica, 15, 63
Ho TN, 2001, A worldwide monograph of Gentiana
KunakhVA Mel'nykVM DrobykNM AndreevIO SpiridonovaKV TwardovskaMO KonvalyukII AdoninVI.2015. Genetic variation induced by tissue and organ culture inGentianaspecies. In: Rybczyński JJ Davey MR Mikuła A eds.The Gentianaceae – Volume 2: Biotechnology and Applications. Berlin Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg.199–238.
LiH.2013. Aligning sequence reads clone sequences and assembly contigs with BWA‐MEM. arXiv: 1303.3997.
McKain MR, 2016, A phylogenomic assessment of ancient polyploidy and genome evolution across the Poales, Genome Biology and Evolution, 8, 1150
StamatakisA HooverP RougemontJ.2008.A rapid bootstrap algorithm for the RAxML web servers.Systematic Biology57:758–771.
Struwe L, 2018, Gentianaceae, The Families and Genera of Vascular Plants, 15, 453
Tiley GP, 2018, Assessing the performance of Ks plots for detecting ancient whole genome duplications, Genome Biology and Evolution, 10, 2882