2017
Evolution of genome size and genomic GC content in carnivorous holokinetics (Droseraceae)
VELEBA, Adam, Petr ŠMARDA, František ZEDEK, Lucie HOROVÁ, Jakub ŠMERDA et. al.Basic information
Original name
Evolution of genome size and genomic GC content in carnivorous holokinetics (Droseraceae)
Name in Czech
Evoluce velikosti genomu a genomického obsahu GC u masožravých holokinetických rostlin (Droseraceae)
Authors
VELEBA, Adam (203 Czech Republic, belonging to the institution), Petr ŠMARDA (203 Czech Republic, belonging to the institution), František ZEDEK (203 Czech Republic, belonging to the institution), Lucie HOROVÁ (203 Czech Republic, belonging to the institution), Jakub ŠMERDA (203 Czech Republic, belonging to the institution) and Petr BUREŠ (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution)
Edition
Annals of Botany, Oxford, Oxford University Press, 2017, 0305-7364
Other information
Language
English
Type of outcome
Article in a journal
Field of Study
10611 Plant sciences, botany
Country of publisher
United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland
Confidentiality degree
is not subject to a state or trade secret
References:
Impact factor
Impact factor: 3.646
RIV identification code
RIV/00216224:14310/17:00094583
Organization unit
Faculty of Science
UT WoS
000396935400013
Keywords (in Czech)
Obsah DNA; Droseraceae; masožravé rostliny; průtoková cytometrie, evoluce velikosti genomu; genomický GC obsah; genomické složení bází; holocentrické chromosomy, holokinetické chromosomy
Keywords in English
DNA content; Droseraceae; carnivorous plants; flow cytometry; genome size evolution; GC content;DNA base composition; holocentric chromosomes; holokinetic chromosomes
Tags
International impact, Reviewed
Changed: 3/4/2018 15:14, Ing. Nicole Zrilić
V originále
Background and Aims: Studies in the carnivorous family Lentibulariaceae in the last years resulted in the discovery of the smallest plant genomes and an unusual pattern of genomic GC content evolution. However, scarcity of genomic data in other carnivorous clades still prevents a generalization of the observed patterns. Here the aim was to fill this gap by mapping genome evolution in the second largest carnivorous family, Droseraceae, where this evolution may be affected by chromosomal holokinetism in Drosera. Methods: The genome size and genomic GC content of 71 Droseraceae species were measured by flow cytometry. A dated phylogeny was constructed, and the evolution of both genomic parameters and their relationship to species climatic niches were tested using phylogeny-based statistics. Key Results: The 2C genome size of Droseraceae varied between 488 and 10 927 Mbp, and the GC content ranged between 37.1 and 44.7 %. The genome sizes and genomic GC content of carnivorous and holocentric species did not differ from those of their non-carnivorous and monocentric relatives. The genomic GC content positively correlated with genome size and annual temperature fluctuations. The genome size and chromosome numbers were inversely correlated in the Australian clade of Drosera. Conclusions: Our results indicate that neither carnivory (nutrient scarcity) nor the holokinetism have a prominent effect on size and DNA base composition of Droseraceae genomes. However, the holokinetic drive seems to affect karyotype evolution in one of the major clades of Drosera. Our survey confirmed that the evolution of GC content is tightly connected with the evolution of genome size and also with environmental conditions.
In Czech
Pozadí a cíle: Výzkum masožravé rostlinné čeledi Lentibulariaceae v posledních letech vedl k objevení nejmenších rostlinných genomů a neobvyklého patternu v evoluci genomického obsahu GC bazí. Nicméně, nedostatek genomických dat v jiných masožravých liniích stále brání zobecnění pozorovaných patternů. V předložené studii jsme proto cílili na zaplnění takové mezery mapováním evoluce genomu v druhé největší masožravé čeledi rostlin - Droseraceae - kde tento vývoj může být ovlivněn také chromozomálním holokinetismem v rodu Drosera. Metody: Velikost genomu a genomický obsah GC 71 druhů Droseraceae byly měřeny průtokovou cytometrií. Byla vytvořena datovaná fylogeneze a vývoj genomických parametrů a jejich vztah k druhovým klimatickým parametrům byl testován pomocí statistik založených na fylogenezi. Klíčové výsledky: Velikost 2C genomu Droseraceae se pohybovala mezi 488 a 10 927 Mbp a obsah GC byl v rozmezí 37,1 až 44,7%. Velikost genomu a genomický obsah GC u masožravých a holocentrických druhů se nelišily od obsahu jejich ne-masožravých a monocentrických příbuzných. Vyšší GC genomový obsah pozitivně koreluje s velikostí genomu a na geografické škále koinciduje s vyššími ročními teplotními amplitudami. Velikost genomu a počet chromozomů byly v australské linii rodu Drosera nepřímo úměrné. Závěry: Naše výsledky ukazují, že ani masožravost (= adaptace na nedostatek živin), ani holokinetismus nemají významný vliv na velikost a složení genomů v čeledi Droseraceae. Nicméně, zdá se, že holokinetický tah ovlivňuje evoluci karyotypu v jedné z hlavních linií rodu Drosera. Náš průzkum potvrdil, že vývoj obsahu GC je úzce spojen s vývojem velikosti genomu a také s podmínkami prostředí.
Links
| GA13-29362S, research and development project |
| ||
| GA14-30313S, research and development project |
|