Heckenrosen (Rosa Sekte. Hunde) sind aufgrund ihrer einzigartigen Meiose zur sexuellen Fortpflanzung fähig. Während der Canina-Meiose bilden zwei Chromosomensätze zweiwertige und werden von männlichen und weiblichen Gameten übertragen, während die verbleibenden Chromosomen einwertige bilden und ausschließlich von den Eizellen übertragen werden. Daher wird erwartet, dass die Evolution von Chromosomen durch ihr Verhalten während der Meiose angetrieben wird.

Bild: canva.

Um einen Einblick in die unterschiedliche Chromosomenentwicklung zu erhalten, führten Jana Lunerová und Kollegen durch Fluoreszenz in situ Hybridisierung für mitotische und meiotische Chromosomen in vier Heckenrosen (zwei Untersektionen) unter Verwendung von Satelliten- und ribosomalen DNA-Sonden. Durch die Nutzung von Hochdurchsatz-Sequenzierungsdaten haben wir die Häufigkeit und Vielfalt der Satellitenwiederholungen in der Gattung bestimmt Rosa durch die Analyse von insgesamt 20 pentaploiden, tetraploiden und diploiden Arten.

Eine perizentromere Satellitenwiederholung, CANR4, wurde in allen Mitgliedern der Gattung gefunden Rosa, einschließlich der basalen Untergattungen Hulthemia und Hesperhodos. Der Satellit war über mehrere Chromosomen verteilt (5–20 Stellen pro mitotischer Zelle), und seine genomische Häufigkeit war bei pentaploiden Heckenrosen (2.3 %) höher als bei anderen Heckenrosenarten (1.3 %). Bei der Hundsrosen-Meiose waren einwertige Chromosomen im Vergleich zu zweiwertigen Chromosomen deutlich angereichert mit CANR4-Wiederholungen, basierend sowohl auf der Anzahl als auch auf der Intensität der Signale. Einzelnukleotid-Polymorphismen und Clusteranalysen zeigten eine hohe intragenomische Homogenität des Satelliten in Hundsrosengenomen.

"Gemäß Haut et al.haben Polyploide tendenziell entspanntere Meiose-Mechanismen und eine höhere Crossover-Rate als Diploide“, schreiben Lunerová und Kollegen. „Die Heckenrose entgeht diesem globalen Trend offensichtlich und behält über Tausende von Generationen keine oder eine reduzierte Rekombination in einwertigen Genomen bei. Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass Satelliten-DNA kann eine Funktion bei der Chromosomenpaarung und -segregation haben; Daher könnte CANR4 (oder das Fehlen großer CANR4-Loci) für die Chromosomenerkennung wichtig sein.“