2012
When Polyploidy is Going to Sleep: Tempo and Modes of Karyotype evolution in Holocentrics
BUREŠ, Petr; František ZEDEK; Petr ŠMARDA a Ivana LIPNEROVÁZákladní údaje
Originální název
When Polyploidy is Going to Sleep: Tempo and Modes of Karyotype evolution in Holocentrics
Název česky
Když polyploidie jde spát: Tempo a mechanismy evoluce holocentrických karyotypů
Autoři
Vydání
ICPHB 2012 International Conference on Polyploidy, Hybridization and Biodiversity, 2012
Další údaje
Jazyk
angličtina
Typ výsledku
Konferenční abstrakt
Obor
10600 1.6 Biological sciences
Stát vydavatele
Česká republika
Utajení
není předmětem státního či obchodního tajemství
Odkazy
Označené pro přenos do RIV
Ne
Organizační jednotka
Přírodovědecká fakulta
Klíčová slova česky
agmatoploidy; aneuploidy; chromosomal fusion/fission; holokinetic chromosomes; symploidy
Klíčová slova anglicky
agmatoploidie; chromosomální fúzeúfragmentace; holokinetické chromosomy; symploidie
Příznaky
Mezinárodní význam
Změněno: 26. 3. 2019 22:24, prof. RNDr. Petr Bureš, Ph.D.
V originále
In contrast to monocentric chromosomes with a single kinetochore, holocentric chromosomes attach spindle microtubules to kinetochores that cover most of their poleward surfaces. While in monocentrics, polyploidy can be easily detected based on periodicity of chromosome number, in holocentrics, it can be masked by chromosomal fusion/fission, which are considered the key mechanisms of karyotype evolution in holocentric taxa. Even if chromosome counting is combined with the measurement of DNA amount generally used for polyploidy detection is also not sufficient if repetitive DNA proliferation/removal acts in genome size evolution as was detected in some holocentrics. The role of polyploidy remains therefore unrecognized in holocentrics. To solve this problem we designed a model, which identifies four possible mechanisms of karyotype evolution in holocentrics (aneuploidy, polyploidy, fusion/fission and repetitive DNA proliferation/removal). For a given phylogeny and corresponding data for genome size and chromosome numbers, the algorithm (1) determines a mechanism (combination of mechanisms) for each branch, (2) estimates ancestral node states, and (3) quantifies (in pg or chromosome number) the role of particular mechanisms at each branch or whole tree. (4) The rate of particular mechanism can be estimated based on branch or tree length and proportions of mechanisms in karyotype evolution of a given phylogeny (genus, family, ...). Using a proposed model we analyzed 105 and 14 species of holocentric genera Carex and Eleocharis (Cyperaceae), respectively. While in Eleocharis, polyploidy is dominant mechanism driving 72 % of evolution in genome size, in Carex, the repetitive DNA proliferation/removal plays a key role (75 %). In Eleocharis the rate of aneuploidy is 67x higher, repetitive DNA proliferation/removal 14x higher and polyploidy 351x higher than in Carex.
Česky
Na rozdíl od monocentrických chromosomů s velikostně omezeným kinetochorem, holocentrické chromosomy připojují mikrotubuly dělícího vřeténka ke kinetochorům, pokrývajícím většinu jejich vnějšího povrchu. Zatímco u monocentriků může být polyploidie snadno detekována na základě periodicity počtu chromozomů, u holocentriků je tento trend často maskován chromozomální fúzí/štěpením, které jsou považovány za klíčové mechanismy evoluce holocentrických karyotypů. I když je počítání chromosomů spojeno s měřením somatického obsahu DNA není to pro pro detekci polyploidie dostačující, neboť šíření/odstraňování repetitivní DNA je dalším významným mechanismem evoluce holocentrických karyotypů. Abychom vyřešili problém kvantifikace jednotlivých mechanismů, navrhli jsme model, který identifikuje čtyři možné mechanismy karyotypu evoluce v holocentrics (aneuploidie, polyploidie, fúze/štěpení chromosomů a proliferaci/odstraňování repetitivní DNA) pro danou fylogeneticky uspořádanou skupinu taxonů. Pomocí navrženého modelu jsme analyzovali 105 a 14 druhů holocentric rodů Carex a Eleocharis (Cyperaceae). Zatímco v Eleocharis, polyploidie je dominantní mechanismem odpovědným za 72% změn v evoluci velikosti genomu, u ostřic je to proliferace/odstraňování repetitivní DNA (75%).
Návaznosti
| GA206/09/1405, projekt VaV |
|