1. Transcriptome analysis reveals hybridization-induced genome shock in an interspecific [F.sub.1] hybrid from Camellia
- Author
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Zhang, Min, Liu, Xin-Kai, Fan, Wen, Yan, Dan-Feng, Zhong, Nai-Sheng, Gao, Ji-Yin, and Zhang, Wen-Ju
- Subjects
Camellias -- Genetic aspects ,Genetic research ,Hybridization -- Research ,Genomes -- Research ,Botanical research ,Biological sciences - Abstract
The combination of two divergent genomes during hybridization can result in 'genome shock'. Although genome shock has been reported in the hybrids of some herbaceous plants, the pattern and the principle it follows are far from understood, especially in woody plants. Here, the gene expression patterns were remodeled in the [F.sub.1] hybrid from the crossing of Camellia azalea x Camellia amplexicaulis compared with the parents as revealed by RNA-seq. About 54.5% of all unigenes were differentially expressed between the [F.sub.1] hybrid and at least one of the parents, including 6404 unigenes with the highest expression level in the [F.sub.1] hybrid. A series of genes, related to flower development, essential for RNA-directed DNA methylation and histone methylation, as well as 223 transposable elements, were enriched; and most of them exhibited a higher level of expression in the [F.sub.1] hybrid. These results indicated that the genome shock induced by interspecific hybridization in Camellia could indeed result in changes of gene expression patterns, potentially through regulating DNA methylation and histone methylation which may be helpful for the maintaining of genome stability and even related to the unique phenotype of the [F.sub.1] hybrid. Key words: Camellia, transcriptome shock, transposable element, RNA-directed DNA methylation. La combinaison de deux génomes divergents au cours de l'hybridation peut produire un << choc génomique >>. Bien que des chocs génomiques aient été décrits chez les hybrides de certaines plantes herbacées, le schéma et le principe qui le guident sont bien mal compris, particulièrement chez les espèces ligneuses. Dans ce travail, au moyen d'une analyse RNA-seq, les auteurs ont observé que le schéma d'expression génique était modifié au sein d'un hybride [F.sub.1] issu d'un croisement entre le Camellia azalea et le Camellia amplexicaulis par rapport à ce qui était observé chez les parents. Environ 54,5% de tous les unigènes étaient exprimés de manière différente chez l'hybride par rapport àau moins un des deux parents, incluant 6404 unigènes pour lesquels leniveau d'expression le plus élevé était observé chez l'hybride [F.sub.1]. Une série de gènes impliqués dans le développement floral, la méthylation de l'ADN dirigée par l'ARN et la méthylation des histones ainsi que 223 éléments transposables étaient enrichis; la majorité de ceux-ci affichant un niveau d'expression plus élevé au sein de l'hybride [F.sub.1]. Ces résultats indiquent que le choc génomique induit par l'hybridation interspécifique au sein du genre Camellia peut effectivement induire des changements dans l'expression génique, potentiellement via une régulation de la méthylation de l'ADN et des histones, lesquelles contribuent au maintien de la stabilité génomique et sont possiblement liés au phénotype unique que présente l'hybride [F.sub.1]. [Traduit par la Rédaction] Mots-clés : Camellia, choc transcriptomique, élément transposable, méthylation de l'ADN dirigée par l'ARN., Introduction Hybridization, either interspecific or intergeneric, has long been viewed as an important power facilitating speciation and adaptive radiation (Abbott et al. 2013; Soltis 2013). In nature, hybridization is frequent [...]
- Published
- 2018
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