Authors: Qi, Lili; Friebe, Bend; Gill, Bikram S.

Source: Genome, Volume 49, Number 12, December 2006 , pp. 1628-1639(12)

Publisher: NRC Research Press

Abstract:

Most pericentromeric regions of eukaryotic chromosomes are heterochromatic and are the most rapidly evolving regions of complex genomes. The closely related genomes within hexaploid wheat (Triticum aestivum L., 2n = 6x = 42, AABBDD), as well as in the related Triticeae taxa, share large conserved chromosome segments and provide a good model for the study of the evolution of pericentromeric regions. Here we report on the comparative analysis of pericentric inversions in the Triticeae, including Triticum aestivum, Aegilops speltoides, Ae. longissima, Ae. searsii, Hordeum vulgare, Secale cereale, and Agropyron elongatum. Previously, 4 pericentric inversions were identified in the hexaploid wheat cultivar `Chinese Spring' (`CS') involving chromosomes 2B, 4A, 4B, and 5A. In the present study, 2 additional pericentric inversions were detected in chromosomes 3B and 6B of `CS' wheat. Only the 3B inversion pre-existed in chromosome 3S, 3S<sup>l</sup>, and 3S<sup>s</sup> of Aegilops species of the Sitopsis section, the remaining inversions occurring after wheat polyploidization. The translocation T2BS/6BS previously reported in `CS' was detected in the hexaploid variety `Wichita' but not in other species of the Triticeae. It appears that the B genome is more prone to genome rearrangements than are the A and D genomes. Five different pericentric inversions were detected in rye chromosomes 3R and 4R, 4S^l of Ae. longissima, 4H of barley, and 6E of Ag. elongatum. This indicates that pericentric regions in the Triticeae, especially those of group 4 chromosomes, are undergoing rapid and recurrent rearrangements.

La plupart des régions péricentromériques des chromosomes eucaryotes sont hétérochromatiques et constituent les régions qui évoluent le plus rapidement dans les génomes complexes. Les génomes très apparentés présents chez le blé hexaploïde (Triticum aestivum L., 2n = 6x = 42, AABBDD), de même que chez des hordées proches, partagent de grands segments chromosomiques conservés et s'avèrent un bon modèle pour l'étude de l'évolution des régions péricentromériques. Dans ce travail, les auteurs ont effectué une comparaison des inversions péricentromériques chez les hordées, incluant Triticum aestivum, Aegilops speltoides, Ae. longissima, Ae. searsii, Hordeum vulgare, Secale cereale et Agropyron elongatum. Antérieurement, quatre inversions péricentromériques avaient été identifiées chez le cultivar de blé hexaploïde `Chinese Spring' (CS) impliquant les chromosomes 2B, 4A, 4B et 5A. Dans le présent travail, deux inversions péricentromériques additionnelles ont été détectées chez les chromosomes 3B et 6B du blé CS. Seule l'inversion 3B existait chez les chromosomes 3S, 3S1 et 3Ss chez les Aegilops de la section Sitopsis, les autres inversions étant survenues suite à la polyploïdisation du blé. La translocation T2BS/6BS rapportée précédemment chez CS a été détectée uniquement chez le blé `Wichita', mais pas chez d'autres espèces d'hordées. Il semblerait que le génome B est davantage sujet à des réarrangements que ne le sont les génomes A et D. Cinq inversions péricentriques différentes ont été détectées chez les chromosomes 3R et 4R du seigle, 4S1 de l'Ae. longissima, 4H de l'orge et 6E de l'Ae. elongatum. Ceci indique que les régions péricentriques chez les hordées, surtout celles des chromosomes du groupe 4, sont l'objet de réarrangements rapides et récurrents.

Document Type: Research article

Publication date: 2006-12-01

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