Tỷ lệ sắp xếp theo cầu trúc di truyền cao trong tiến hóa nhiễm sắc thể cây đậu Phaseolus

 Tỷ lệ sắp xếp theo cầu trúc di truyền cao trong tiến hóa nhiễm sắc thể cây đậu Phaseolus

Nguồn: Thiago Nascimento & Andrea Pedrosa-Harand. 2023. High rates of structural rearrangements have shaped the chromosome evolution in dysploid Phaseolus beans. Theoretical and Applied Genetics October 2023; vol. 136, Article number: 215

 

Kiểu nhân tiến hóa thông qua sự kiện tái sắp xếp bộ nhiễm sắc thể về cấu trúc cũng như về số lượng. Tác giả chỉ ra rằng cây đậu Phaseolus leptostachyus, một loài đậu hoang, trải qua qu1a tro2nh thay đổi nhanh chóng genome liên quan đến kết quả giảm từ 11 cặp nhiễm sắc thể xuống còn 10 cặp, nhưng không có sự kiện lặp đoạn toàn bộ genome, mức độ tiến hóa nhiễm sắc thể cao nhất được người ta biết trong loài thực vật.

 

Kiểu nhân thực vật tiến hóa thông qua tái cấu trúc thường gắn liền với sự kiện đa bội thể (polyploidy) hoặc loạn bội thể (dysploidy). Chi Phaseolus gồm có gần 90 loài, năm trong số ấy được thuần hóa nhờ những liên quan về dinh dưỡng của chúng. Hầu hấu các loài có 2n = 22 nhiễm sắc thể trong nhân và có tính chất syntenic rất cao (tính chất đồng dạng), trừ ba loài có tính chất “dysploid karyotypes” có nguồn gốc từ nhóm Leptostachyus (2n = 20) mà nh1om này đa và đang tích lũy những tái cấu trúc đa dạng. Ở đây, tác giả nghiên cứu mức độ tái cấu trúc trong nhóm Leptostachyus và những nhóm khác của chi Phaseolus bằng cách dự đoán giá trị CER (chromosomal evolution rates: mức độ tiến hóa nhiễm sắc thể). Người ta kết hợp lại hệ thống mã vạch DNA theo kiểu oligo-FISH đối với cây đậu và những phân tử thăm dò có tính chất chromosome-specific painting đối với nhiễm sắc thể 2 và 3, với phân tử rDNA và phân tử thăm dò tại tâm động (centromeric probe) để hình thành các orthologies nhiễm sắc thể và xác định cách thức tái cấu trúc thông qua chín loài của chi Phaseolus. Người ta còn tích hợp được những tái cấu trúc tìm thấy với cách tiếp cận theo phả hệ di truyền để dự đoán giá trị CERs đối với các nhánh của chi Phaseolus. Cơ sở dữ liệu này cho phép người ta xác định được sự chuyển vị (translocations), sự đảo đoạn (inversions), sự lập đoạn (duplications) và sự mất đoạn (deletions), hầu hết xảy ra trong các loài thuộc nhóm Leptostachyus group. Cây đậu Phaseolus leptostachyus có giá trị CER cao nhất (12.31 rearrangements/My), gia tăng gấp mười lần so với loài có 2n = 22 đã phân tích. Đây là mật số cao nhất của thực vật, tạo nên một loài cây mô hình phục vụ cho nghiên cứu cơ chế di truyền bên cạnh sự sắp xế genome nhanh chóng của kết quả đa dạng các loài xuất hiện rất sớm trên thế giới.

 

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-023-04462-3