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Genome structure and metabolic features in the red seaweed Chondrus crispus shed light on evolution of the Archaeplastida
Authors :
Tristan Barbeyron Wilfrid Carré Michael Katinka Loraine Brillet Klaus Valentin Karine Labadie Betina M. Porcel Zofia Nehr Francisco Cabello-Hurtado Mirjam Czjzek Benjamin Noel Philippe Deschamps Susana M. Coelho John H. F. Bothwell Pascal J. Lopez Marek Eliáš François Artiguenave François-Yves Bouget Thierry Tonon Jean Weissenbach Christophe Colleoni Deirdre H. McLachlan Ahmed A. Moustafa Cécile Hervé Olivier Panaud Catherine Boyen Jonas Collén Antonios Zambounis Frédéric Partensky Cristian Chaparro Ludovic Delage Jose Fernandes Barbosa-Neto Salvador Capella-Gutierrez Bernard Kloareg Nathalie Kowalczyk Gaelle Samson Gurvan Michel Simon M. Dittami Jean-Marc Aury J. Mark Cock Patrick Wincker Agnès Groisillier Pi Nyvall Collén Bénédicte Charrier Corinne Da Silva Catherine Leblanc Lionel Cladière Alok Arun Laurence Meslet-Cladiere Claire M. M. Gachon Sylvie Rousvoal Kamel Jabbari Stefan A. Rensing Toni Gabaldón Steven G. 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Source :
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2013, 110 (13), pp.5247-52. ⟨10.1073/pnas.1221259110⟩, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, National Academy of Sciences, 2013, 110 (13), pp.5247-52. ⟨10.1073/pnas.1221259110⟩
Publication Year :
2013
Publisher :
HAL CCSD, 2013.
Abstract
Red seaweeds are key components of coastal ecosystems and are economically important as food and as a source of gelling agents, but their genes and genomes have received little attention. Here we report the sequencing of the 105-Mbp genome of the florideophyte Chondrus crispus (Irish moss) and the annotation of the 9,606 genes. The genome features an unusual structure characterized by gene-dense regions surrounded by repeat-rich regions dominated by transposable elements. Despite its fairly large size, this genome shows features typical of compact genomes, e.g., on average only 0.3 introns per gene, short introns, low median distance between genes, small gene families, and no indication of large-scale genome duplication. The genome also gives insights into the metabolism of marine red algae and adaptations to the marine environment, including genes related to halogen metabolism, oxylipins, and multicellularity (microRNA processing and transcription factors). Particularly interesting are features related to carbohydrate metabolism, which include a minimalistic gene set for starch biosynthesis, the presence of cellulose synthases acquired before the primary endosymbiosis showing the polyphyly of cellulose synthesis in Archaeplastida, and cellulases absent in terrestrial plants as well as the occurrence of a mannosylglycerate synthase potentially originating from a marine bacterium. To explain the observations on genome structure and gene content, we propose an evolutionary scenario involving an ancestral red alga that was driven by early ecological forces to lose genes, introns, and intergenetic DNA; this loss was followed by an expansion of genome size as a consequence of activity of transposable elements.
Details
Language :
English
ISSN :
00278424 and 10916490
Database :
OpenAIRE
Journal :
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2013, 110 (13), pp.5247-52. ⟨10.1073/pnas.1221259110⟩, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, National Academy of Sciences, 2013, 110 (13), pp.5247-52. ⟨10.1073/pnas.1221259110⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....f5814a75d5e6ea946fc2026472124b80
Full Text :
https://doi.org/10.1073/pnas.1221259110⟩