Subtelomeric 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase copy number variation confers glyphosate resistance in Eleusine indica.
Nat Commun · 2023 · 14:4865 · PMID 37567866 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 물질과 작용기전 > EPSPS·시킴산 경로 · 식물
요약 생성 대기 중입니다.
초록 전문 번역 · gemma4:e4b
유전체 구조 변이(SV)는 유기체의 진화에 심대한 영향을 미치며, 종종 새로운 유전적 변이의 원천 역할을 한다. SV의 한 유형인 유전자 복제수 변이(CNV)는 특히 환경적 스트레스와 관련하여 진핵생물의 적응 진화와 반복적으로 연관되어 왔다. 널리 사용되는 제초제인 글리포세이트에 대한 내성은 경제적으로 중요한 풀인 엘루시네 인디카스(Eleusine indica, 거위풀)를 포함한 많은 잡초 식물 종에서 표적 부위 CNV를 통해 진화해 왔으나, 제한된 유전체 및 유전 자원 때문에 많은 잡초 종에서 이러한 CNV의 기원과 메커니즘은 여전히 불분명하다. 우리는 이 거위풀의 CNV를 연구하기 위해 글리포세이트 감수성 및 내성 거위풀 계통에 대한 고품질 참조 게놈을 구축하고, 글리포세이트 표적 유전자 5-엔올피루빌시키미테-3-인산 합성효소(EPSPS)의 중복 영역을 정밀하게 조립하였다. 우리는 염색체 서브텔로미어와 관련된 EPSPS의 독특한 재배열을 밝혀냈다. 이 발견은 유전적 변이 생성자로서 서브텔로미어의 중요성에 대한 제한적인 지식에 기여하며, 제초제 내성 진화에 대한 또 다른 독특한 사례를 제공한다.ORIGINAL ABSTRACT
Genomic structural variation (SV) has profound effects on organismal evolution; often serving as a source of novel genetic variation. Gene copy number variation (CNV), one type of SV, has repeatedly been associated with adaptive evolution in eukaryotes, especially with environmental stress. Resistance to the widely used herbicide, glyphosate, has evolved through target-site CNV in many weedy plant species, including the economically important grass, Eleusine indica (goosegrass); however, the origin and mechanism of these CNVs remain elusive in many weed species due to limited genetic and genomic resources. To study this CNV in goosegrass, we present high-quality reference genomes for glyphosate-susceptible and -resistant goosegrass lines and fine-assembles of the duplication of glyphosate's target site gene 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS). We reveal a unique rearrangement of EPSPS involving chromosome subtelomeres. This discovery adds to the limited knowledge of the importance of subtelomeres as genetic variation generators and provides another unique example for herbicide resistance evolution.| 저자 | Zhang, C.; Johnson, N. A.; Hall, N.; Tian, X.; Yu, Q.; Patterson, E. L. |
|---|---|
| 저널 | Nature communications |
| 권·호·쪽 | 14(1), 4865 |
| PMID | 37567866 |
| DOI | 10.1038/s41467-023-40407-6 |
| MeSH | Eleusine; 3-Phosphoshikimate 1-Carboxyvinyltransferase; DNA Copy Number Variations; Phosphates; Glyphosate |