2010
Correlated evolution of LTR retrotransposons and genome size in the genus Eleocharis
ZEDEK, František; Jakub ŠMERDA; Petr ŠMARDA a Petr BUREŠZákladní údaje
Originální název
Correlated evolution of LTR retrotransposons and genome size in the genus Eleocharis
Název česky
Korelovaná evoluce LTR retrotranspozonů a velikosti genomu v rodě Eleocharis
Autoři
Vydání
BMC Plant Biology, London, BioMed Central Ltd. 2010, 1471-2229
Další údaje
Jazyk
angličtina
Typ výsledku
Článek v odborném periodiku
Obor
10600 1.6 Biological sciences
Stát vydavatele
Velká Británie a Severní Irsko
Utajení
není předmětem státního či obchodního tajemství
Odkazy
Impakt faktor
Impact factor: 4.085
Označené pro přenos do RIV
Ano
Kód RIV
RIV/00216224:14310/10:00045754
Organizační jednotka
Přírodovědecká fakulta
UT WoS
Klíčová slova česky
evoluce velikosti genomu; dynamika retrotranspozonů; šáchorovité; fylogeneze
Klíčová slova anglicky
genome size evolution; retrotransposon dynamics; Cyperaceae; phylogeny
Příznaky
Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 14. 1. 2011 08:34, prof. RNDr. Petr Bureš, Ph.D.
V originále
Background Transposable elements (TEs) are considered to be an important source of genome size variation and genetic and phenotypic plasticity in eukaryotes. Most of our knowledge about TEs comes from large genomic projects and studies focused on model organisms. However, TE dynamics among related taxa from natural populations and the role of TEs at the species or supra-species level, where genome size and karyotype evolution are modulated in concert with polyploidy and chromosomal rearrangements, remain poorly understood. We focused on the holokinetic genus Eleocharis (Cyperaceae), which displays large variation in genome size and the occurrence of polyploidy and agmatoploidy/symploidy. We analyzed and quantified the long terminal repeat (LTR) retrotransposons Ty1-copia and Ty3-gypsy in relation to changes in both genome size and karyotype in Eleocharis. We also examined how this relationship is reflected in the phylogeny of Eleocharis. Results Using flow cytometry, we measured the genome sizes of members of the genus Eleocharis (Cyperaceae). We found positive correlation between the independent phylogenetic contrasts of genome size and chromosome number in Eleocharis. We analyzed PCR-amplified sequences of various reverse transcriptases of the LTR retrotransposons Ty1-copia and Ty3-gypsy (762 sequences in total). Using real-time PCR and dot blot approaches, we quantified the densities of Ty1-copia and Ty3-gypsy within the genomes of the analyzed species. We detected an increasing density of Ty1-copia elements in evolutionarily younger Eleocharis species and found a positive correlation between Ty1-copia densities and C/n-values (an alternative measure of monoploid genome size) in the genus phylogeny. In addition, our analysis of Ty1-copia sequences identified a novel retrotransposon family named Helos1, which is responsible for the increasing density of Ty1-copia. The transition:transversion ratio of Helos1 sequences suggests that Helos1 recently transposed in later-diverging Eleocharis species. Conclusions Using several different approaches, we were able to distinguish between the roles of LTR retrotransposons, polyploidy and agmatoploidy/symploidy in shaping Eleocharis genomes and karyotypes. Our results confirm the occurrence of both polyploidy and agmatoploidy/symploidy in Eleocharis. Additionally, we introduce a new player in the process of genome evolution in holokinetic plants: LTR retrotransposons.
Česky
Transpozony (TES) jsou zodpovědné za změny velikosti genomu a genetické variability popř. fenotypové plasticity u eukaryot. Většina znalostí o TES pochází z velkých genomových projektů modelových organismů. Dynamika TE mezi příbuznými taxony v přírodních populacích, kde se spolupůsobí rovněž polyploidie a chromozomální přestavby, zůstává posud nepochopena. Zaměřili jsme se na holokinetický rod Eleocharis (Cyperaceae), vykazující velké rozdíly ve velikosti genomu. Zjistili jsme pozitivní korelaci mezi nezávislými fylogenetické kontrasty a velikosti genomu a počtem chromozomů u Eleocharis.. Pomocí real-time PCR a dot blot metod, jsme zjistili zvyšující se hustotu Ty1-Copia u evolučně mladších druhů Eleocharis a našli pozitivní korelaci mezi Ty1-Copia hustoty a velikostí chromosomů. Kromě toho, naše analýza Ty1-Copia sekvencí identifikovala podrodinu retrotransposon Helos1, která je především zodpovědná za celkové zvýšení hustoty Ty1-Copia. Naše výsledky také potvrzují výskyt jak polyploidie tak agmatoploidie/symploidie v rodu Eleocharis.
Návaznosti
| GA206/09/1405, projekt VaV |
| ||
| LC06073, projekt VaV |
| ||
| MSM0021622416, záměr |
|