Transponierbare Elemente (TEs) spielen zusammen mit der Polyploidisierung eine Schlüsselrolle in der Pflanzenevolution, indem sie Veränderungen in der Genomgröße erzeugen und als Quelle für neue codierende und regulatorische genetische Sequenzen dienen. Vicient und Casacuberta die wichtigsten Folgen der TE-Aktivität in Pflanzengenomen und Genentwicklung, insbesondere nach Polyploidisierungsereignissen, überprüfen.

Die engen Zusammenhänge von Polyploidisierung und TE-Dynamik.
Die engen Zusammenhänge von Polyploidisierung und TE-Dynamik. Die Polyploidisierung wird von einer Freisetzung von TE-Silencing begleitet, die für elterlich oder mütterlich vererbte TE unterschiedlich sein kann. Diese Freisetzung kann zusätzlich zur Aktivierung der TE-Mobilisierung Änderungen in der Regulation von Genen in der Nähe von TEs induzieren. Der Ausbruch von TEs wird neue TE-Insertionen produzieren, die die Codierungskapazität von Genen oder ihre Regulation modifizieren können. Die Freisetzung von TE-Silencing wird nach wenigen Generationen rückgängig gemacht, und TE-Sequenzen werden erneut zum Ziel epigenetischer Silencing-Mechanismen. Das Silencing von TEs, einschließlich der neuen Insertionen, die aus dem TE-Burst resultieren, wird die Expression von Genen beeinflussen, die sich in der Nähe befinden. Dies kann zu Veränderungen der Genexpression in Bezug auf die frühen Phasen der Polyploidie, aber auch in Bezug auf die diploiden Eltern führen. TEs werden auch für die Diploidisierung des polyploiden Genoms wichtig sein, da die unterschiedlichen TE-Kopien eine Sequenzhomologie für die Rekombination bereitstellen können, was zu Deletionen und Chromosomenumlagerungen führt.

Über einen kurzen Zeitraum neigt die Polyploidisierung dazu, Transpositionsschübe zu induzieren, wahrscheinlich aufgrund einer Lockerung der epigenetischen Kontrolle des Genoms. Über längere Zeiträume können TE-Bursts globale Veränderungen in der Genomstruktur hervorrufen, einschließlich des Verlusts großer Genomregionen und chromosomaler Umlagerungen.

Cover der Polyploidie-Sonderausgabe

Dieses Papier ist Teil der Annals of Botany Sonderausgabe zu Polyploidie in Ökologie und Evolution. Es wird bis Oktober 2017 kostenlos zugänglich sein und dann nur für Abonnenten bis August 2018 verfügbar sein, wenn es wieder kostenlos zugänglich sein wird.