Synteny analysis in Rosids with a walnut physical map reveals slow genome evolution in long-lived woody perennials.

Luo, M.-C., You, F.M., Li, P., Wang, J., Zhu, T., Dandekar, A.M., Leslie, C.A., Aradhya, M., McGuire, P.E., et Dvorak, J. (2015). « Synteny analysis in Rosids with a walnut physical map reveals slow genome evolution in long-lived woody perennials. », BMC Genomics, 16(707), p. 1-17. doi : 10.1186/s12864-015-1906-5  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Contexte. La réplication de l’ADN s’accompagne souvent de mutations. Comme il risque d’y avoir moins de cycles cellulaires par année chez les lignées germinales des angiospermes à longue durée de vie que chez celles à courte durée de vie, les génomes des angiospermes à longue durée de vie pourraient mettre plus de temps à diverger que ceux des angiospermes à courte durée de vie. Voilà l’hypothèse que nous avons vérifiée avec ces travaux. Résultats. Pour commencer, nous avons construit une carte génétique du noyer, une ligneuse vivace. Tous les groupes de liaison étaient peu étendus, et les taux de recombinaison étaient fortement réduits dans la région des centromères. Nous avons ensuite utilisé la carte génétique pour construire une carte physique du noyer avec des clones de chromosomes bactériens artificiels. La carte que nous avons dressée comptait 15 203 séquences exoniques d’extrémités de BAC, et nous avons quantifié la synténie entre le génome du noyer et les génomes de trois ligneuses vivaces à longue durée de vie, Vitis vinifera, Populus trichocarpa et Malus domestica de même qu’avec les génomes de trois herbacées à courte durée de vie, Cucumis sativus, Medicago truncatula et Fragaria vesca. Chaque mesure de synténie que nous avons utilisée montrait que le génome des ligneuses vivaces était moins divergeant du génome du noyer que le génome des herbacées. Nous avons également estimé le taux de substitution nucléotidique à des positions de codons silencieux dans la lignée du noyer. Le taux estimé était un cinquième du taux de substitution nucléotidique publié pour les lignées du Medicago et un sixième du taux publié pour les lignées de l’Arabidopsis. Nous avons découvert une duplication du génome entier dans la lignée du noyer, qui remonterait aux environs de la limite Crétacé-Tertiaire, et nous avons réparti les 16 chromosomes du noyer en huit paires d’homéologues. Nous signalons également que Durant les cycles de polyploïdie-dysploïdie, la tendance dominante est à la réduction du nombre de chromosomes. Conclusion. Les taux faibles de substitution nucléotidique s’accompagnent de taux faibles d’érosion de la synténie durant la diversification des génomes chez les ligneuses vivaces.

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