Genom eukaryotických organismů nás fascinuje již desítky let. První publikovaná sekvence rostlinného genomu huseníčku rolního (Arabidopsis thaliana) brzy oslaví čtvrtstoletí. Od té doby se genomika stala nedílnou součástí studia biologie a díky tomu dnes můžeme popisovat, jak skrze genetické změny získávají druhy, populace, ale i jednotlivci většinu svých unikátních vlastností. Fascinující skutečností je, jak nestálá může být struktura genomu samotného. Ať už jde o bodové mutace, malá přeskupení v rámci jednoho chromozomu, nebo rozsáhlé změny ve velikosti celého genomu, srovnání genomů mezi i napříč druhy ukazuje, že variabilita je běžná. V tomto článku se zaměříme na důsledky, které může mít na vzhled a evoluci rostlin nejrozsáhlejší mutace – zdvojení nebo i vícenásobné zmnožení kompletního genomu (celé sady chromozomů), tedy polyploidizace.
K dalšímu čtení v Živě
O původu a hybridizaci polyploidních pýrů – na stopě netušených předků (2013, 4)
Polyploidie u ryb (2013, 6)
Co je nového v biologii: Rekordman ve velikosti genomu (2015, 1)
Běžný polní plevel oknem do evoluce polyploidů: příběh heřmánkovce nevonného (2021, 3)
Použitá literatura
BADUEL, Pierre, et al. The “Polyploid Hop”: shifting challenges and opportunities over the evolutionary lifespan of genome duplications. Frontiers in Ecology and Evolution, 2018, 6: 117. https://doi.org/10.3389/FEVO.2018.00117
BARKER, Michael S., et al. On the relative abundance of autopolyploids and allopolyploids. New phytologist, 2016, 210.2: 391-398. https://doi.org/10.1111/NPH.13698
BOMBLIES, Kirsten. When everything changes at once: finding a new normal after genome duplication. Proceedings of the Royal Society B, 2020, 287.1939: 20202154. https://doi.org/10.1098/rspb.2020.2154
CLO, Josselin; KOLÁŘ, Filip. Short‐and long‐term consequences of genome doubling: a meta‐analysis. American Journal of Botany, 2021, 108.11: 2315-2322. https://doi.org/10.1002/AJB2.1759
COMAI, Luca. The advantages and disadvantages of being polyploid. Nature reviews genetics, 2005, 6.11: 836-846. https://doi.org/10.1038/nrg1711
LI, Xiaoying, et al. Polyploidization: A Biological Force That Enhances Stress Resistance. International Journal of Molecular Sciences, 2024, 25.4: 1957. https://doi.org/10.3390/IJMS25041957
NIAZIAN, Mohsen; NALOUSI, Ayoub Molaahmad. Artificial polyploidy induction for improvement of ornamental and medicinal plants. Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC), 2020, 142.3: 447-469. https://doi.org/10.1007/S11240-020-01888-1
PACEY, Evan K.; MAHERALI, Hafiz; HUSBAND, Brian C. Polyploidy increases storage but decreases structural stability in Arabidopsis thaliana. Current Biology, 2022, 32.18: 4057-4063. e3. https://doi.org/10.1016/J.CUB.2022.07.019
VAN DE PEER, Yves, et al. Polyploidy: an evolutionary and ecological force in stressful times. The Plant Cell, 2021, 33.1: 11-26. https://doi.org/10.1093/plcell/koaa015
WEISS-SCHNEEWEISS, Hanna, et al. Evolutionary consequences, constraints and potential of polyploidy in plants. Cytogenetic and genome research, 2013, 140.2-4: 137-150. https://doi.org/10.1159/000351727
Polyploidy, the possession of three or more complete sets of chromosomes, has played a major role in angiosperm evolution. It is also important for human society, as most agricultural crops are polyploids. The multiplication of the entire genome presents plants with numerous challenges, but if a plant can overcome these then it can present new opportunities and traits.
