Największy zsekwencjonowany chromosom pszenicy
Pszenica (Triticum spp.) to jedna z najważniejszych na świecie roślin uprawnych, jednak rozmiar i złożoność genomu pszenicy ograniczały postępy w zakresie sekwencjonowania i charakterystyki. Najnowsze badania sugerują, że duplikacje i przegrupowania genów są niezwykle powszechne u pszenicy w porównaniu z innymi roślinami uprawnymi. Finansowany ze środków UE projekt "Origin, fate and function of wheat genes noncollinear with the other cereal genomes" (NONCOLLINEARGENES) miał na celu wykorzystanie sekwencji referencyjnej chromosomu 3B uzyskanej w ramach francuskiego projektu 3BSEQ, aby lepiej zrozumieć ewolucję genomu pszenicy. Wykorzystano narzędzia bioinformatyczne do porównania chromosomu 3B pszenicy do tego występującego w ryżu (Oryza sativa), trawie (Brachypodium distachyon) i pszenicy sorgo (Sorghum bicolor). Przede wszystkim zbadano niewspółliniowe lub niesynteniczne geny — są to grupy funkcjonalne genów, które występują w rozproszonych lokalizacjach na chromosomie i są następstwem intensywnej duplikacji. Odkryto wysoki stopień niesyntenii w chromosomie 3B (38%, w porównaniu do 5% u innych gatunków), co wskazywałoby na fakt, że ewolucja pszenicy w ostatnim czasie przyspieszyła. Dało się to zaobserwować głównie na zewnętrznych krawędziach chromosomu. Wyniki badań wskazują także, że geny niesynteniczne zapewniają zróżnicowanie funkcjonalne oraz potencjalne możliwości adaptacji. Potwierdzono także, że duplikacja genowa na chromosomie 3B jest także niezwykle powszechna. U pszenicy zaobserwowano dwukrotnie wyższy wskaźnik duplikacji śródchromosomalnej w porównaniu z innymi gatunkami, przy czym 82% tych zdarzeń miała miejsce w ciągu ostatnich 40 mln lat. Zespół projektu NONCOLLINEARGENES potwierdził, że w najnowszej historii pszenica przeszła szybką ewolucję, oraz uzyskał nowe informacje na temat skutków funkcjonalnych duplikacji. Uzyskana w ten sposób wiedza znacznie przyczynia się do lepszego zrozumienia złożonej genetyki pszenicy.
Słowa kluczowe
Pszenica, chromosom 3B, duplikacja genów, genom zbożowy, bioinformatyka, niesyntetyczny, genetyka
