J 2014

Ecological and evolutionary significance of genomic GC content diversity in monocots

ŠMARDA, Petr, Petr BUREŠ, Lucie HOROVÁ, Ilia J LEITCH, Ladislav MUCINA et. al.

Základní údaje

Originální název

Ecological and evolutionary significance of genomic GC content diversity in monocots

Název česky

Ekologický a evoluční význam variability GC obsahu v jednoděložných rostlinách

Autoři

ŠMARDA, Petr (203 Česká republika, garant, domácí), Petr BUREŠ (203 Česká republika, domácí), Lucie HOROVÁ (203 Česká republika, domácí), Ilia J LEITCH (826 Velká Británie a Severní Irsko), Ladislav MUCINA (36 Austrálie), Ettore PACINI (380 Itálie), Lubomír TICHÝ (203 Česká republika, domácí), Vít GRULICH (203 Česká republika, domácí) a Olga ROTREKLOVÁ (203 Česká republika, domácí)

Vydání

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2014, 0027-8424

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10600 1.6 Biological sciences

Stát vydavatele

Spojené státy

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Impakt faktor

Impact factor: 9.674

Kód RIV

RIV/00216224:14310/14:00074400

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

UT WoS

000342350200008

Klíčová slova česky

rostlinný genom; evoluce velikosti genomu; Poaceae; fylogenetická regrese; geografická stratifikace

Klíčová slova anglicky

plant genome; genome size evolution; Poaceae; phylogenetic regression; geographical stratification

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 13. 3. 2018 10:43, prof. RNDr. Petr Bureš, Ph.D.

Anotace

V originále

Genomic DNA base composition (GC content) is predicted to significantly affect genome functioning and species ecology. Although several hypotheses have been put forward to address the biological impact of GC content variation in microbial and vertebrate organisms, the biological significance of GC content diversity in plants remains unclear because of a lack of sufficiently robust genomic data. Using flow cytometry, we report genomic GC contents for 239 species representing 70 of 78 monocot families and compare them with genomic characters, a suite of life history traits and climatic niche data using phylogeny-based statistics. GC content of monocots varied between 33.6% and 48.9%, with several groups exceeding the GC content known for any other vascular plant group, highlighting their unusual genome architecture and organization. GC content showed a quadratic relationship with genome size, with the decreases in GC content in larger genomes possibly being a consequence of the higher biochemical costs of GC base synthesis. Dramatic decreases in GC content were observed in species with holocentric chromosomes, whereas increased GC content was documented in species able to grow in seasonally cold and/or dry climates, possibly indicating an advantage of GC-rich DNA during cell freezing and desiccation. We also show that genomic adaptations associated with changing GC content might have played a significant role in the evolution of the Earth’s contemporary biota, such as the rise of grass-dominated biomes during the mid-Tertiary. One of the major selective advantages of GC-rich DNA is hypothesized to be facilitating more complex gene regulation.

Návaznosti

GAP506/11/0890, projekt VaV
Název: Evoluce kompozice DNA bazí u vyšších rostlin (Akronym: GCobsah)
Investor: Grantová agentura ČR, Evolution of base composition in land plants
GA13-29362S, projekt VaV
Název: Evoluce holocentrických chromosomů (Akronym: EvoHolo)
Investor: Grantová agentura ČR, Evoluce holocentrických chromosomů
GP206/08/P222, projekt VaV
Název: Evoluce GC obsahu a genomu trav
Investor: Grantová agentura ČR, Evoluce GC obsahu a genomu trav