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Triángulo de U

El diagrama del "triángulo de U", que muestra las relaciones genéticas entre seis especies del género Brassica . Los cromosomas de cada uno de los genomas A, B y C están representados por diferentes colores.

El triángulo de U ( / / OO ) es una teoría sobre la evolución y las relaciones entre los seis miembros más comúnmente conocidos del género de plantas Brassica . La teoría establece que los genomas de tres especies diploides ancestrales de Brassica se combinaron para crear tres especies de vegetales tetraploides y cultivos de semillas oleaginosas comunes . [1] Desde entonces ha sido confirmado mediante estudios de ADN y proteínas. [2]

La teoría se resume en un diagrama triangular que muestra los tres genomas ancestrales, indicados por AA, BB y CC, en las esquinas del triángulo, y los tres derivados, indicados por AABB, AACC y BBCC, a lo largo de sus lados.

La teoría fue publicada por primera vez en 1935 por Woo Jang-choon , [3] un botánico coreano - japonés (escribiendo bajo el nombre japonés "U Nagaharu"). [4] Woo hizo híbridos sintéticos entre las especies diploides y tetraploides y examinó cómo se emparejaban los cromosomas en los triploides resultantes.

La teoría de Woo

Las seis especies son

El código en la columna "Chr.count" especifica el número total de cromosomas en cada célula somática y cómo se relaciona con el número n de cromosomas en cada conjunto de genoma completo (que también es el número que se encuentra en el polen o el óvulo ). y el número x de cromosomas en cada genoma componente. Por ejemplo, cada célula somática de la especie tetraploide Brassica napus , con etiquetas de letras AACC y recuento "2 n =4 x =38", contiene dos copias del genoma A, cada una con 10 cromosomas, y dos copias del genoma C. cada uno con 9 cromosomas, lo que da un total de 38 cromosomas. Son dos conjuntos de genomas completos (uno A y otro C), de ahí "2 n = 38", que significa " n = 19" (el número de cromosomas en cada gameto ). También son cuatro genomas componentes (dos A y dos C), de ahí "4 x =38". [2]

Las tres especies diploides existen en la naturaleza, pero pueden cruzarse fácilmente porque están estrechamente relacionadas. Esta cría interespecífica permitió la creación de tres nuevas especies de Brassica tetraploide . [3] (Los críticos, sin embargo, consideran que la separación geológica es demasiado grande). Se dice que son alotetraploides (que contienen cuatro genomas de dos o más especies diferentes); más específicamente, anfidiploide (con dos genomas cada uno de dos especies diploides). [2]

Otras relaciones

El marco propuesto por Woo, aunque respaldado por estudios modernos, deja abiertas preguntas sobre el momento y el lugar de la hibridación y qué especie es el padre materno o paterno. Se fecha que B. napus (AACC) se originó hace unos 8.000 [5] o entre 38.000 y 51.000 [6] años. La parte homóloga de sus cromosomas constituyentes se ha cruzado en muchos cultivares. [5] Se estima que B. juncea (AABB) se originó hace 39.000 a 55.000 años. [6] A partir de 2020, la investigación sobre genomas orgánulos muestra que B. nigra (BB) es probablemente la "madre" de B. carinata (BBCC) y que B. rapa (AA) probablemente fue madre de B. juncea . La situación con B. napus (AACC) es más compleja: algunos especímenes tienen un genoma orgánulo similar a rapa , mientras que el resto indica una planta materna antigua y no identificada. [2]

Los datos de estudios moleculares indican que las tres especies diploides son en sí mismas paleohexaploides . [7] [8]

Especies alohexaploides

En 2011 y 2018, se crearon nuevos alohexaploides (AABBCC) ubicados en el "centro" del triángulo de U por diferentes medios, [9] [10] [11], por ejemplo, cruzando B. rapa (AA) con B. carinata. (BBCC), o B. nigra (BB) con B. napus (AACC), o B. oleracea (CC) con B. juncea (AABB), seguido de la duplicación cromosómica de la descendencia triploide (ABC) para generar haploides duplicados ( AABBCC) descendencia. [11]

Además, en 2020 se crearon dos híbridos intergenéricos alohexaploides estables (AABBSS) entre mostaza india ( B. juncea , AABB) y mostaza blanca ( Sinapis alba , SS) mediante fusión de protoplastos . [12]

Ver también

Referencias

  1. ^ Jules, Janick (2009). Reseñas de fitomejoramiento. vol. 31. Wiley. pag. 56.ISBN​ 978-0-470-38762-7.
  2. ^ abcd Xue, JY; Wang, Y; Chen, M; Dong, S; Shao, ZQ; Liu, Y (2020). "Herencia materna del triángulo de U y proceso evolutivo de los genomas mitocondriales de Brassica". Fronteras en la ciencia vegetal . 11 : 805. doi : 10.3389/fpls.2020.00805 . PMC 7303332 . PMID  32595682. Los análisis genómicos comparativos pueden asignar los subgenomas de los alotetraploides, B. juncea y B. napus, con sus taxones parentales diploides, y los resultados estuvieron de acuerdo con el triángulo de U (Chalhoub et al., 2014; Yang et al., 2016a). [...] 
  3. ^ ab Nagaharu U (1935). "Análisis del genoma de Brassica con especial referencia a la formación experimental de B. napus y modo peculiar de fertilización". Japón. J. Bot . 7 : 389–452.
  4. ^ "인터넷 과학신문 사이언스 타임즈" (en coreano). Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2007.
  5. ^ ab Chalhoub, B; Denoeud, F; Liu, S; Parkin, IA; Tang, H; Wang, X; Chiquet, J; Belcram, H; Tong, C; Samans, B; Correa, M; Da Silva, C; Sólo, J; Falentin, C; Koh, CS; Le Clainche, yo; Bernardo, M; Bento, P; Noël, B; Labadie, K; Alberti, A; Carlos, M; Arnaud, D; Guo, H; Daviaud, C; Alamery, S; Jabbari, K; Zhao, M; Bordeadora, PP; Chelaifa, H; Tack, D; Lassalle, G; Mestiri, yo; Schnel, N; Le Paslier, MC; Ventilador, G; Renault, V; Bayer, PE; Golicz, AA; Manoli, S; Lee, TH; Este, VH; Chalabi, S; Hu, Q; ventilador, C; Tollenaere, R; Lu, Y; Battail, C; Shen, J; Fondo lateral, CH; Wang, X; Canaguier, A; Chauveau, A; Bérard, A; Deniot, G; Guan, M; Liu, Z; Sol, F; Lim, YP; Lyon, E; Pueblo, CD; Bancroft, yo; Wang, X; Meng, J; Mamá, J; Pires, JC; Rey, GJ; Brunel, D; Delourmé, R; Renard, M; Aury, JM; Adams, KL; Batley, J; Snowdon, RJ; Tost, J; Edwards, D; Zhou, Y; Hua, W; Sharpe, AG; Paterson, AH; Guan, C; Wincker, P (22 de agosto de 2014). "Genética vegetal. Evolución alopoliploide temprana en el genoma de la semilla oleaginosa post-Neolítica de Brassica napus". Ciencia . 345 (6199): 950–3. doi : 10.1126/ciencia.1253435. PMID  25146293. S2CID  206556986.
  6. ^ ab Yang, J; Liu, D; Wang, X; Ji, C; Cheng, F; Liu, B; Hu, Z; Chen, S; Pental, D; Ju, Y; Yao, P; Li, X; Xie, K; Zhang, J; Wang, J; Liu, F; Mamá, W; Shopan, J; Zheng, H; Mackenzie, SA; Zhang, M (octubre de 2016). "La secuencia del genoma del alopoliploide Brassica juncea y el análisis de la expresión diferencial de genes homeólogos que influyen en la selección". Genética de la Naturaleza . 48 (10): 1225–32. doi : 10.1038/ng.3657 . PMID  27595476.
  7. ^ Martín A. Lysak; Kwok Cheung; Michaela Kitschke y Petr Bu (octubre de 2007). "Los bloques cromosómicos ancestrales se triplican en especies de Brassiceae con diferentes números de cromosomas y tamaños de genoma" (PDF) . Fisiología de las plantas . 145 (2): 402–10. doi : 10.1104/pp.107.104380. PMC 2048728 . PMID  17720758 . Consultado el 22 de agosto de 2010 . 
  8. ^ Murat, Florent; Luis, Alejandra; Maumus, Florián; Armero, Alix; Cooke, Richard; Quesneville, Hadi; Crolio, Hugues Roest; Salse, Jerome (diciembre de 2015). "Comprender la evolución de Brassicaceae mediante la reconstrucción del genoma ancestral". Biología del genoma . 16 (1): 262. doi : 10.1186/s13059-015-0814-y . PMC 4675067 . PMID  26653025. 
  9. ^ Chen, Sheng; Nelson, Mateo N.; Chèvre, Anne-Marie; Jenczewski, Eric; Li, Zaiyun; Mason, Annaliese S.; Meng, Jinling; Plummer, Julie A.; Pradhan, Aneeta; Siddique, Kadambot HM; Snowdon, Rod J.; Yan, Guijun; Zhou, Weijun; Cowling, Wallace A. (1 de noviembre de 2011). "Puentes trigenómicos para la mejora de Brassica". Reseñas críticas en ciencias vegetales . 30 (6): 524–547. doi :10.1080/07352689.2011.615700. ISSN  0735-2689. S2CID  84504896.
  10. ^ Yang, Su; Chen, Sheng; Zhang, Kangni; Li, Lan; Yin, Yuling; Gill, Rafaqat A.; Yan, Guijun; Meng, Jinling; Cowling, Wallace A.; Zhou, Weijun (28 de agosto de 2018). "Un mapa genético de alta densidad de una población haploide duplicada de Brassica alohexaploide revela loci de rasgos cuantitativos para la viabilidad y fertilidad del polen". Fronteras en la ciencia vegetal . 9 : 1161. doi : 10.3389/fpls.2018.01161 . ISSN  1664-462X. PMC 6123574 . PMID  30210508. 
  11. ^ ab Gaebelein, romano; Mason, Annaliese S. (3 de septiembre de 2018). "Alohexaploides del género Brassica". Reseñas críticas en ciencias vegetales . 37 (5): 422–437. doi :10.1080/07352689.2018.1517143. ISSN  0735-2689. S2CID  91439428.
  12. ^ Kumari P, Singh KP, Kumar S, Yadava DK (2020). "Desarrollo de una Brassica alohexaploide estable de semillas amarillas mediante hibridación somática intergenérica con un alto grado de fertilidad y resistencia a Sclerotinia sclerotiorum". Ciencia vegetal frontal . 11 : 575591. doi : 10.3389/fpls.2020.575591 . PMC 7732669 . PMID  33329636. {{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )