Elimination of 5S DNA unit classes in newly formed allopolyploids of the genera Aegilops and Triticum

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Abstract:

Two classes of 5S DNA units, namely the short (containing units of 410 bp) and the long (containing units of 500 bp), are recognized in species of the wheat (the genera Aegilops and Triticum) group. While every diploid species of this group contains 2 unit classes, the short and the long, every allopolyploid species contains a smaller number of unit classes than the sum of the unit classes of its parental species. The aim of this study was to determine whether the reduction in these unit classes is due to the process of allopolyploidization, that is, interspecific or intergeneric hybridization followed by chromosome doubling, and whether it occurs during or soon after the formation of the allopolyploids. To study this, the number and types of unit classes were determined in several newly formed allotetraploids, allohexaploids, and an allooctoploid of Aegilops and Triticum. It was found that elimination of unit classes of 5S DNA occurred soon (in the first 3 generations) after the formation of the allopolyploids. This elimination was reproducible, that is, the same unit classes were eliminated in natural and synthetic allopolyploids having the same genomic combinations. No further elimination occurred in the unit classes of the 5S DNA during the life of the allopolyploid. The genetic and evolutionary significance of this elimination as well as the difference in response to allopolyploidization of 5S DNA and rDNA are discussed.

Deux classes d’unités d’ADN 5S, l’une dite courte (comptant 410 pb) et l’autre dite longue (unités de 500 pb), sont présentes chez les blés (genres Aegilops et Triticum). Bien que toutes les espèces diploïdes de ce groupe comptent deux classes d’unités, la courte et la longue, chaque espèce allopolyploïde contient moins de classes d’unités que la somme des classes présentes chez les espèces parentales. Le but de cette étude était de vérifier si la réduction du nombre de classes était due à l’allopolyploïdisation, c’est-à-dire une hybridation interspécifique ou intergénérique suivie d’un doublement chromosomique, et survenait au cours ou dans la foulée immédiate de la formation des allopolyploïdes. Pour étudier cette question, le nombre et le type de classes d’unités ont été déterminés chez plusieurs allotétraploïdes, allohexaploïdes et al.looctoploïdes nouvellement formés chez les genres Aegilops et Triticum. Les auteurs ont trouvé que l’élimination des classes d’unités d’ADN 5S survenait tôt (lors des trois premières générations) suite à la formation des allopolyploïdes. Cette élimination était reproductible, c’est-à-dire que les mêmes classes étaient éliminées chez les allopolyploïdes naturels et synthétiques combinant les mêmes génomes. Aucune élimination ultérieure n’est survenue au sein des classes d’ADN 5S au cours de la vie de l’allopolyploïde. Les auteurs discutent des implications génétiques et évolutives de cette élimination ainsi que des différences dans la réponse à l’allopolyploïdisation chez les ADN 5S et les ADNr.

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2010

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