Identification and characterization of rye genes not expressed in allohexaploid triticale.

Khalil, H.B., Ehdaeivand, M.-R., Xu, Y., Laroche, A., et Gulick, P.J. (2015). « Identification and characterization of rye genes not expressed in allohexaploid triticale. », BMC Genomics, 16(1: Article 281), p. 11 pages. doi : 10.1186/s12864-015-1480-x  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Résumé : L’un des processus évolutifs les plus importants chez les plantes est la polyploïdisation. La combinaison de deux génomes ou plus chez un organisme entraîne souvent au départ des changements d’expression génique et une profonde réorganisation génomique par rapport aux espèces parentes. Le triticale hexaploïde (x Triticosecale) est une espèce cultivée synthétique hybride issue de croisements entre le T. turgidum et le Secale cereale. Comme le triticale est un polyploïde synthétique récent, il constitue un modèle important pour l’étude de l’évolution du génome après la polyploïdisation. Des études moléculaires ont montré que les changements de séquences génomiques, comprenant l’élimination de séquences ou la perte d’expression de gènes du génome du seigle, sont courants chez le triticale. Le séquençage à haut débit de l’ADN permet d’examiner un grand nombre de gènes et de distinguer plus facilement les transcrits des différentes copies homologues des gènes présentant une grande homologie de séquence, comparativement aux méthodes d’hybridation qui étaient utilisées auparavant. Résultats : Nous avons analysé les niveaux d’expression de 23 503 contigs de référence d’ADNc de seigle dans les banques d’ADNc 454 obtenues à partir de tissus d’anthère, de racine et de tige de triticale et de seigle, de même que dans cinq ensembles de données ADNc 454 créés à partir de tissus de racine de semis, d’ovaire, de stigmate, de pollen et de graine de triticale, afin de déterminer les classes de gènes de seigle dont l’expression est bloquée ou qui sont absentes chez le triticale hexaploïde synthétique. Les comparaisons effectuées entre le seigle diploïde et le triticale hexaploïde ont permis de détecter 112 contigs d’ADNc de seigle (~0,5 %) n’ayant pas du tout été détectés par l’analyse de l’expression génique de tous les tissus de triticale, même si l’expression était relativement élevée dans les tissus de seigle. Nous avons observé que les gènes de seigle non exprimés étaient remarquablement moins similaires à leurs homologues les plus proches (recherche BLASTN) dans le génome du blé ou dans les autres génomes de Triticum, comparativement à un ensemble d’essai de 200 gènes de seigle choisis au hasard. Nous avons caractérisé les gènes n’ayant pas été détectés dans les données de séquençage de l’ARN en vérifiant leur présence dans le génome du triticale au moyen d’un essai PCR, en utilisant l’ADN génomique comme matrice. Conclusion : Les gènes de seigle dont les séquences présentent une faible similitude avec leurs homologues les plus proches dans le génome du Triticum ont plus de chances d’être réprimés ou absents dans le génome allopolyploïde.

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