また、小型の倒立リピート転写可能要素は、野生および栽培ニンジンの最近のゲノム多様性を促進する重要な因子であることが明らかになった

miniature inverted repeat transposable elements are important agents driving recent genomic diversity in wild and cultivated carrot.

• Alicja Macko-Podgórni
• Katarzyna Stelmach
• Kornelia Kwolek
• Dariusz Grzebelus

抄録

背景:

ミニチュア倒立リピートトランスポゾンエレメント（MITE）は、植物ゲノム中にユビキタスに存在する小型の非自律型DNAトランスポゾンであり、その自律型親族によって動員されています。 MITEは、スーパーファミリーに由来し、スーパーファミリーの要素によって動員されています。これらの要素はニンジンゲノムのかなりの部分を構成しているが、MITE（s）による変異、遺伝子との関連性、ゲノム進化への影響については、これまで包括的に分析されていない。

Background: Miniature inverted repeat transposable elements (MITEs) are small non-autonomous DNA transposons that are ubiquitous in plant genomes, and are mobilised by their autonomous relatives. MITEs are derived from and mobilised by elements from the superfamily. Those elements constitute a significant portion of the carrot genome; however the variation caused by MITEs (s), their association with genes and their putative impact on genome evolution has not been comprehensively analysed.

結果:

14種の元素のファミリーがニンジンのゲノムの約0.5%を占めている。我々は野生と栽培の31のゲノムを系統的に解析した結果、18.5万コピーの要素が得られ、挿入部位の多型が顕著に見られた。s元素は遺伝子に関連しており、5'および3'非翻訳領域（UTR）で最も頻繁に発生した。個々のファミリーは、遺伝子の特定のセグメントに存在する傾向が異なっていた。最も重要なことは、遺伝子の上流および下流の2kb領域のコピーは、転写因子をコードするオープンリーディングフレームとより頻繁に関連しており、その機能的な影響の可能性を示唆していた。異なる宿主ゲノムにおける挿入部位の1.5％以上が全く同じ位置に異なるコピーを含んでおり、挿入のホットスポットが存在することが示唆された。7b ファミリーは、栽培ニンジンの他のファミリーよりもはるかに多型であった。一連の証拠は、ニンジンの家畜化の過程での7bの活性を指摘しており、1がニンジンの活性要素であり、7bのトランスポジション機構の供給源である可能性があることを特定した。

Results: Fourteen families of elements s occupy about 0.5% of the carrot genome. We systematically analysed 31 genomes of wild and cultivated , yielding 18.5 thousand copies of these elements, showing remarkable insertion site polymorphism. element demography differed based on the origin of the host populations, and corresponded with the four major groups of wild European, wild Asian, eastern cultivated and western cultivated. The s elements were associated with genes, and most frequently occurred in 5' and 3' untranslated regions (UTRs). Individual families differed in their propensity to reside in particular segments of genes. Most importantly, copies in the 2 kb regions up- and downstream of genes were more frequently associated with open reading frames encoding transcription factors, suggesting their possible functional impact. More than 1.5% of all insertion sites in different host genomes contained different copies in exactly the same position, indicating the existence of insertional hotspots. The 7b family was much more polymorphic than the other families in cultivated carrot. A line of evidence pointed at its activity in the course of carrot domestication, and identified 1 as an active carrot element and a possible source of the transposition machinery for 7b.

結論:

MITEは、ニンジンゲノムの構造的・機能的多様性に大きく貢献してきた。

Conclusion: MITEs have made a substantial contribution to the structural and functional variability of the carrot genome.

© The Author(s). 2019.