Subgenome dominance shapes novel gene evolution in the decaploid pitcher plant <i>Nepenthes gracilis</i>
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Subgenome dominance after whole-genome duplication generates distinction in gene number and expression at the level of chromosome sets, but it remains unclear how this process may be involved in evolutionary novelty. Here, we generated a chromosome-scale genome assembly of the Asian pitcher plant Nepenthes gracilis to analyze how its novel traits (dioecy and carnivorous pitcher leaves) are linked to genomic evolution. We found a decaploid karyotype with five complete sets of syntenic chromosomes (2 n = 10 x = 80) yet with a clear indication of subgenome dominance and highly diploidized gene contents. The male-linked and pericentromerically located region on the putative sex chromosome was identified in a recessive subgenome and was found to harbor three transcription factors involved in flower and pollen development, including a likely neofunctionalized LEAFY duplicate. Transcriptomic and syntenic analyses of carnivory-related genes suggested that the paleopolyploidization events seeded genes that subsequently formed tandem clusters in recessive subgenomes with specific expression in the digestive zone of the pitcher, where specialized cells digest prey and absorb derived nutrients. Novel gene evolution in recessive subgenomes is likely to be prevalent because duplicates were enriched with Nepenthes -specific genes with tissue-specific expression, including those expressed in trapping pitchers. Thus, subgenome dominance likely contributed to evolutionary novelty by allowing recessive subgenomes experiencing relaxed purifying selection to serve as a preferred host of novel tissue-specific duplicates. Our results provide insight into how polyploids, which may frequently be evolutionary dead-ends, have given rise to novel traits in exceptionally thriving high-ploidy lineages.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».