J 2015

Genome Structure of the Heavy Metal Hyperaccumulator Noccaea caerulescens and Its Stability on Metalliferous and Nonmetalliferous Soils

MANDÁKOVÁ, Terezie, Vasantika SINGH, Ute KRAMER a Martin LYSÁK

Základní údaje

Originální název

Genome Structure of the Heavy Metal Hyperaccumulator Noccaea caerulescens and Its Stability on Metalliferous and Nonmetalliferous Soils

Autoři

MANDÁKOVÁ, Terezie (203 Česká republika, domácí), Vasantika SINGH (276 Německo), Ute KRAMER (276 Německo) a Martin LYSÁK (203 Česká republika, garant, domácí)

Vydání

Plant Physiology, Rockville (USA), American Society of Plant Physiologists, 2015, 0032-0889

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

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 6.280

Kód RIV

RIV/00216224:14740/15:00081228

Organizační jednotka

Středoevropský technologický institut

UT WoS

000360930600051

Klíčová slova anglicky

THLASPI-CAERULESCENS; ARABIDOPSIS-HALLERI; ZINC ACCUMULATION; DROSOPHILA-MELANOGASTER; PERICENTRIC INVERSIONS; EXPRESSION DIFFERENCES; KARYOTYPE EVOLUTION; BRASSICACEAE; GENES; NICOTIANAMINE

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 4. 4. 2016 10:42, Mgr. Eva Špillingová

Anotace

V originále

Noccaea caerulescens (formerly known as Thlaspi caerulescens), an extremophile heavy metal hyperaccumulator model plant in the Brassicaceae family, is a morphologically and phenotypically diverse species exhibiting metal tolerance and leaf accumulation of zinc, cadmium, and nickel. Here, we provide a detailed genome structure of the approximately 267-Mb N. caerulescens genome, which has descended from seven chromosomes of the ancestral proto-Calepineae Karyotype (n = 7) through an unusually high number of pericentric inversions. Genome analysis in two other related species, Noccaea jankae and Raparia bulbosa, showed that all three species, and thus probably the entire Coluteocarpeae tribe, have descended from the proto-Calepineae Karyotype. All three analyzed species share the chromosome structure of six out of seven chromosomes and an unusually high metal accumulation in leaves, which remains moderate in N. jankae and R. bulbosa and is extreme in N. caerulescens. Among these species, N. caerulescens has the most derived karyotype, with species-specific inversions on chromosome NC6, which grouped onto its bottom arm functionally related genes of zinc and iron metal homeostasis comprising the major candidate genes NICOTIANAMINE SYNTHASE2 and ZINC-INDUCED FACILITATOR-LIKE1. Concurrently, copper and organellar metal homeostasis genes, which are functionally unrelated to the extreme traits characteristic of N. caerulescens, were grouped onto the top arm of NC6. Compared with Arabidopsis thaliana, more distal chromosomal positions in N. caerulescens were enriched among more highly expressed metal homeostasis genes but not among other groups of genes. Thus, chromosome rearrangements could have facilitated the evolution of enhanced metal homeostasis gene expression, a known hallmark of metal hyperaccumulation.

Návaznosti

EE2.3.20.0189, projekt VaV
Název: Rozvoj výzkumné excelence v oblasti evoluční cytogenomiky, epigenetiky a buněčné signalizace
EE2.3.30.0037, projekt VaV
Název: Zaměstnáním nejlepších mladých vědců k rozvoji mezinárodní spolupráce
GBP501/12/G090, projekt VaV
Název: Evoluce a funkce komplexních genomů rostlin