Осока Rhynchospora tenuis зберігає генотип без кросинговеру
Nature повідомило про осоку Rhynchospora tenuis, яка розмножується статево без кросинговеру та відновлює батьківський генотип.
Дослідники встановили, що тропічна осока Rhynchospora tenuis розмножується статево без кросинговеру — обміну ділянками між гомологічними хромосомами під час мейозу. Попри запліднення й перебіг мейозу, потомство неодноразово відновлює гетерозиготний генотип батьківської рослини, повідомляє Nature.
Вид поширений у відкритих сезонно вологих луках і саванах тропічної та субтропічної Америки. Він має найменшу з відомих кількість хромосом серед квіткових рослин — n = 2. Хромосоми цієї осоки є голоцентричними: кінетохорна активність розподілена по всій їхній довжині. Також у рослини відбувається інвертований мейоз, за якого сестринські хроматиди розходяться в першому поділі, а гомологічні хромосоми — лише в другому.
Мейоз без хіазм
Автори роботи поєднали аналіз геномів, молекулярну цитогенетику, імуноцитохімію, секвенування ядер пилку та насіння, а також геномне дослідження потомства від контрольованих схрещувань. У зразках із кількох популяцій Бразилії вони зафіксували відсутність парування гомологічних хромосом і хіазм — структур, пов’язаних із кросинговером.
Під час діакінезу в усіх проаналізованих генотипах спостерігали чотири уніваленти, тобто непарні хромосоми, а не біваленти. Дослідження тканин насінних зачатків також виявило чотири уніваленти у метафазі I, що свідчить про відсутність кросинговеру і в жіночому мейозі.
Розбіжні гаплотипи
Науковці зібрали гаплотипно-фазовані геноми дев’яти зразків R. tenuis, відібраних у різних місцевостях Бразилії. Вони виявили значну відмінність між двома гаплотипами в кожній рослині: оцінка за k-мерами перевищувала 2%. Такий патерн нагадує ефект Мезельсона, коли гомологічні хромосоми довго еволюціонують незалежно через відсутність рекомбінації.
Дослідження також показало асиметрію розмірів відповідних гаплотипів хромосом — від 8 до 32 мегабаз. У середньому 84% цієї різниці пояснюється накопиченням транспозонів, специфічних для певного гаплотипу. Крім того, в популяціях виявили реципрокні транслокації на кінцях хромосом.
За оцінками на основі синонімічних замін, два нерекомбінуючі гаплотипи могли розійтися приблизно 1,7 млн років тому. Інші підходи дали молодші оцінки — від приблизно 220 тис. до 600 тис. років. Автори описують R. tenuis як раніше не зафіксований спосіб статевого відновлення генотипу, за якого структурно різні гаплотипи стабільно передаються між поколіннями.
