Puzzles dans Moss Genome Evolution «Botany One

Julien Boulard

Certaines plantes ont des paires de chromosomes, ce sont des organismes diploïdes comme nous. D'autres plantes ont plus de deux copies de chromosomes, elles sont polyploïdes. Les fraises peuvent même être octoploïdes. Les mousses peuvent aussi être polyploïdes, mais une nouvelle étude de Jillian Bainard et ses collègues montre que les mousses font les choses différemment.

Image: Canva.

Les mousses ont généralement de petits génomes. Bainard et ses collègues notent que les mousses varient en taille de génome à partir de 170 Mbp Holomitrium arboreum à 2004 Mbp en Mnium marginatum. A titre de comparaison, le plus grand génome connu est de 148 852 Mbp en Paris japonica. Mais si les génomes de mousse sont petits, ils peuvent être polyploïdes. Notamment, les mousses peuvent être endopolyploïdes. L'endopolyploïdie, c'est quand une plante individuelle a plusieurs niveaux de polyploïdie avec différentes cellules à différents niveaux. «L'endopolyploïdie est le résultat d'une endoréduplication, qui se produit lorsque la réplication de l'ADN n'est pas suivie d'une division mitotique, et est en grande partie due à la modification de l'activité kinase cycline-dépendante », écrivent les auteurs. «La prévalence de l'endopolyploïdie varie considérablement selon les lignées végétales. Elle est courante dans les angiospermes et les mousses, semble être rare à la fois dans les gymnospermes et les fougères, et fait totalement défaut dans les hépatiques… »

Bainard et ses collègues ont effectué la première analyse de l'évolution du génome de la mousse sur un large échantillonnage taxonomique en utilisant des méthodes comparatives phylogénétiques. Ils visaient à déterminer si l'évolution de la taille du génome est unidirectionnelle ainsi qu'à examiner si la taille du génome et l'endopolyploïdie sont corrélées dans les mousses.

Les résultats ont été largement négatifs, ce qui est un résultat beaucoup plus utile que peu concluant. "Ces données ne prennent pas en charge l'hypothèse de l'obésité génétique pour les mousses, qui postule que l'évolution de la taille du génome est unidirectionnelle, ce qui fait que les espèces avec des génomes plus grands occupent des positions dérivées dans la phylogénie. Nous avons déterminé qu'il existe un signal phylogénétique pour la taille du génome à travers les mousses, qui est la tendance des espèces étroitement apparentées à se ressembler plus que un ensemble aléatoire d'espèces du même arbre; cependant, aucun signal phylogénétique n'a été détecté pour l'endopolyploïdie. Nous n'avons pas non plus trouvé de corrélation significative entre l'endopolyploïdie et la taille du génome entre les mousses… »

Les résultats signifient qu'il se passe certainement quelque chose d'intéressant à l'intérieur des cellules de mousse qui doit être examiné plus avant, disent les auteurs. «La nature très omniprésente des noyaux endopolyploïdes dans les mousses, qui est absente dans de nombreuses autres lignées végétales divergentes précoces, donne une impulsion pour étudier ce groupe plus en détail. Des approches ciblées avec des niveaux d'échantillonnage élevés dans des lignées particulières, telles que les Bryales et Hookeriales, nous permettront de tester des hypothèses explicites sur l'évolution de tailles de génomes relativement plus grandes dans ces lignées. »

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