Удвоение генов: Основы для следующего столетия изучения полиплоидии растений
Полиплоидия — наличие более двух наборов хромосом — широко распространена у растений, включая важные сельскохозяйственные культуры, такие как картофель, пшеница и клубника. Она является основным драйвером растительного разнообразия.
В специальном выпуске American Journal of Botany «Эволюционная важность полиплоидии» представлены последние достижения в этой области. Выпуск, отредактированный докторами Майклом Баркером, Брайаном Хасбандом и Дж. Крисом Пайрсом, фокусируется на трех основных темах:
Происхождение полиплоидии.
Эволюционные последствия.
Влияние на экологию растений.
В выпуске собраны обзоры, моделирующие работы, сравнительные и углубленные исследования, использующие как классические подходы, так и новые методы.
Происхождение и видообразование
Обзор Soltis et al. (2016) закладывает основы для будущих исследований. Моделирование Fowler и Levin (2016) показывает важность размера популяции для становления полиплоидов. Филогенетические анализы подтверждают, что полиплоидия часто ведет к видообразованию (Zhan et al., 2016), хотя механизмы репродуктивной изоляции сложны (Husband et al., 2016; Vallejo-Marín et al., 2016). Показано, что полиплоиды могут возникать независимо многократно (McAllister and Miller, 2016; Rešetnik et al., 2016; Sears and Whitton, 2016).
Эволюционные последствия
Четыре статьи исследуют последствия дупликации генома через:
- Обзор литературы (Salse, 2016).
- Филогенетический подход (Zenil-Ferguson et al., 2016).
- Лабораторное исследование с окраской хромосом (Mandáková et al., 2016).
- Популяционно-геномный подход (Ågren et al., 2016).
Другие работы изучают древние события полиплоидии (Barker et al., 2016; Bergh et al., 2016), а сравнительный подход предполагает связь между полиплоидией и половой системой у растений (Glick et al., 2016).
Экологическое влияние
Сборник подчеркивает влияние дупликации генома на экологию растений. Segraves и Anneberg (2016) в своем обзоре указывают на недостаток исследований эффектов полиплоидии на взаимодействия с опылителями, травоядными и патогенами. Анализ флоры региона Южно-Африканского мыса (Oberlander et al., 2016) предполагает, что стабильные среды могут препятствовать полиплоидии. Два других исследования показывают, что полиплоиды связаны с новыми экологическими нишами (Arrigo et al., 2016; Laport et al., 2016).
Путь вперед
«Задача для научного сообщества на ближайшие годы — лучше интегрировать эти разрозненные направления исследований», — говорит доктор Баркер. Будущий успех в изучении полиплоидии лежит в интегративном подходе: добавлении генетики и геномики к классическим экологическим системам и, наоборот, экологических и фенотипических анализов к хорошо изученным генетическим модельным системам.