Größe des Pflanzengenoms (GS) variiert stark – allein bei Landpflanzen um den Faktor 2500. Außerhalb der Genomduplikation (Polyploidie) wird angenommen, dass repetitive DNA der Hauptbeitrag zu dieser Variation ist. Es müssen jedoch umfassendere Untersuchungen der GS-Divergenz in Gruppen mit komplexen Evolutionsgeschichten durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass andere potenziell wichtige Treiber der Größenvariation, wie z. B. die durch Hybridisierung induzierte chromosomale Reorganisation, nicht übersehen werden.

In einer aktuellen Studie in Annals of Botany, Daniel Vitales und Co-Autoren betrachteten die Gattung Asteraceae Anazyklus für Antworten. Die Gruppe sequenzierte und analysierte die repetitive DNA aller acht Arten der Gattung, das eine Geschichte kongenerischer Hybridisierung und ein hohes Maß an GS-Variation innerhalb seiner stabilen Chromosomenzahl aufweist. Sie führten auch phylogenetische Analysen durch, um die Größe des angestammten Genoms der Gattung abzuschätzen.

Evolution der Genomgröße und vergleichende Wiederholungszusammensetzung von Anazyklus Spezies. Alle Details in Vital et al. 2020.

Die Sequenzierung ergab, dass die Zusammensetzung der DNA-Wiederholungen innerhalb der Gattung ähnlich blieb, sowohl in Bezug auf die Identität als auch auf die Anzahl der Wiederholungen. Und das, obwohl die kleinsten Genome der Gattung nur etwa 60 % der Größe der größten ausmachen. Im Vergleich zum rekonstruierten Ahnengenom der Gruppe hatte bei modernen Arten sowohl eine Größenvergrößerung als auch eine Verkleinerung stattgefunden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Häufigkeit sich wiederholender Elemente während der Evolution der Gattung mehr oder weniger konstant geblieben ist.

Die Forscher spekulieren, dass die Variation in GS quer gesehen wird Anazyklus kann auf chromosomale Umlagerungen zurückzuführen sein, die durch Hybridisierungsereignisse während der Evolutionsgeschichte der Gruppe verursacht wurden. Sie schreiben: „Abgesehen von mehr oder weniger allmählichen Amplifikations- und Deletionsprozessen hat die Repeatom-Evolution innerhalb dieser Gattung wahrscheinlich andere Arten von groß angelegten genomischen Umstrukturierungsmechanismen erfahren, die sich auf GS auswirken. Insgesamt passen unsere Ergebnisse zu einem Szenario, in dem Hybridisierung, begleitet von tiefen Chromosomenumlagerungen, die GS-Evolution und die homoploide Hybridspeziation prägte Anazyklus.“ Sie stellen fest, dass „die Untersuchung zusätzlicher Gruppen ähnliche Muster zeigt Anazyklus […] wird notwendig sein zu klären, ob dieser Mechanismus der GS-Evolution bei Landpflanzen häufiger vorkommt als bisher angenommen.“