Satellite DNA and Transposable Elements in Seabuckthorn ( Hippophae rhamnoides ), a Dioecious Plant with Small Y and Large X Chromosomes
Loading...
Files
Date
2017-02-02
ORCID
0000-0003-3118-8475Advisor
Referee
Mark
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Altmetrics
Abstract
Seabuckthorn (Hippophae rhamnoides) is a dioecious shrub commonly used in the pharmaceutical, cosmetic, and environmental industry as a source of oil, minerals and vitamins. In this study, we analyzed the transposable elements and satellites in its genome.We carried out Illumina DNA sequencing and reconstructed the main repetitive DNA sequences. For data analysis, we developed a new bioinformatics approach for advanced satellite DNA analysis and showed that about 25% of the genome consists of satellite DNA and about 24% is formed of transposable elements, dominated by Ty3/Gypsy and Ty1/Copia LTR retrotransposons. FISH mapping revealed X chromosome-accumulated, Y chromosome-specific or both sex chromosomes-accumulated satellites but most satellites were found on autosomes. Transposable elements were located mostly in the subtelomeres of all chromosomes. The 5S rDNA and 45S rDNA were localized on one autosomal locus each. Although we demonstrated the small size of the Y chromosome of the seabuckthorn and accumulated satellite DNA there, we were unable to estimate the age and extent of the Y chromosome degeneration. Analysis of dioecious relatives such as Shepherdia would shed more light on the evolution of these sex chromosomes.
Rakytník (Hippophae rhamnoides) je dvoudomý keř bežně používán ve farmaceutickém, kosmetickém a enviromentálním průmyslu jako zdroj oleje, minerálů a vitamínů. V této studii jsme analyzovali transpozony a satelity v jeho genomu. Vykonali jsme Illumina sekvenování a rekonstruovali jsme hlavní repetitivní DNA sekvence. Pro analýzu dat jsme vyvinuli nový bioinformatický přístup pro pokročilou analýzu satelitní DNA a ukázali jsme, že okolo 25% genomu tvoří satelitní DNA a asi 24% je tvořených transpozony, u kterých dominují Ty3/Gypsy a Ty1/Copia LTR retrotranspozony. FISH mapování odhalilo satelit akumulovaný na X chromozomu, Y specifický satelit a satelit akumulovaný na obou pohlavních chromozomech, přičemž většina satelitů byla nalzena na autosomech. Transpozibilní elementy byly umístněny většinou v subtelomerách všech chromozomů. 5S rDNA a 45S rDNA byly lokalizovány každá na jednom autosomálním lokusu. Přestože jsme demonstrovali malou velikost Y chromozomu a na něm akumulovanou satelitní DNA, nebyli jsme schopni odhadnou věk a rozsah degenerace Y chromozomu. Analýza dvoudomých příbuzných jako je např. Shepherdia by lépe objasnila evoluci pohlavních chromosomů.
Rakytník (Hippophae rhamnoides) je dvoudomý keř bežně používán ve farmaceutickém, kosmetickém a enviromentálním průmyslu jako zdroj oleje, minerálů a vitamínů. V této studii jsme analyzovali transpozony a satelity v jeho genomu. Vykonali jsme Illumina sekvenování a rekonstruovali jsme hlavní repetitivní DNA sekvence. Pro analýzu dat jsme vyvinuli nový bioinformatický přístup pro pokročilou analýzu satelitní DNA a ukázali jsme, že okolo 25% genomu tvoří satelitní DNA a asi 24% je tvořených transpozony, u kterých dominují Ty3/Gypsy a Ty1/Copia LTR retrotranspozony. FISH mapování odhalilo satelit akumulovaný na X chromozomu, Y specifický satelit a satelit akumulovaný na obou pohlavních chromozomech, přičemž většina satelitů byla nalzena na autosomech. Transpozibilní elementy byly umístněny většinou v subtelomerách všech chromozomů. 5S rDNA a 45S rDNA byly lokalizovány každá na jednom autosomálním lokusu. Přestože jsme demonstrovali malou velikost Y chromozomu a na něm akumulovanou satelitní DNA, nebyli jsme schopni odhadnou věk a rozsah degenerace Y chromozomu. Analýza dvoudomých příbuzných jako je např. Shepherdia by lépe objasnila evoluci pohlavních chromosomů.
Description
Citation
GENOME BIOL EVOL. 2017, vol. 9, issue 1, p. 197-212.
https://academic.oup.com/gbe/article/9/1/197/2830930
https://academic.oup.com/gbe/article/9/1/197/2830930
Document type
Peer-reviewed
Document version
Published version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Comittee
Date of acceptance
Defence
Result of defence
Document licence
Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/