Alopoliploidia – o forță modelatoare în evoluția genomurilor de grâu

Studii recente au arătat că alopoliploidia accelerează evoluția genomului la grâu în două moduri: (1) alopoliploidizarea declanșează schimbări rapide ale genomului (schimbări revoluționare) prin generarea instantanee a unei varietăți de modificări genetice și epigenetice cardinale și (2) condiția de alopoliploidie facilitează schimbări genomice sporadice în timpul vieții speciei (schimbări evolutive) care nu pot fi atinse la nivel diploid. Modificările revoluționare cuprind (1) eliminarea nealeatorie a secvențelor ADN codificatoare și necodificatoare, (2) modificări epigenetice, cum ar fi metilarea ADN-ului codificator și necodificator, care conduc, printre altele, la reducerea la tăcere a genelor, (3) activarea genelor și a retroelementelor care, la rândul lor, modifică expresia genelor adiacente. Aceste modificări extrem de reproductibile apar în hibrizii F1 sau în prima (primele) generație (generații) a alopoliploidelor născute și au fost similare cu cele care au avut loc de două ori în natură: prima dată în formarea grâului alotraploid (în urmă cu aproximativ 0,5 milioane de ani) și a doua oară în formarea grâului hexaploid (în urmă cu aproximativ 10.000 de ani). Eliminarea secvențelor necodificatoare din una dintre cele două perechi homoeologe în cazul tetraploidelor și din două perechi homoeologe în cazul hexaploidelor, sporește diferențierea cromozomilor homoeologi la nivel poliploid, oferind astfel baza fizică pentru comportamentul meiotic asemănător celui diploid al grâului alopoliploid. Reglarea expresiei genice poate duce la îmbunătățirea interacțiunilor intergenomice. Inactivarea genelor determină o diploidizare rapidă, în timp ce activarea genelor prin demetilare sau prin activarea transcripțională a retroelementelor care modifică expresia genelor adiacente conduce la noi modele de expresie. Modificările evolutive cuprind (1) transferul orizontal intergenomic al segmentelor cromozomiale între genomurile constitutive, (2) producerea de genomuri recombinante prin hibridare și introgresie între diferite specii alopoliploide sau, mai rar, între alopoliploide și diploide și (3) mutații. Aceste fenomene, care evidențiază plasticitatea genomului atât în ceea ce privește structura, cât și funcția, ar putea îmbunătăți adaptabilitatea alopoliploidelor nou formate și ar putea facilita stabilirea lor rapidă și de succes în natură.

Lasă un comentariu