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Why two and not one? Evolutionary consequences of maintaining individual genome copies in two separate nuclei

Descripción del proyecto

Comprender la evolución rápida gracias a la reproducción asexual

El hongo «Puccinia striiformis» provoca la roya amarilla, una enfermedad del trigo muy perjudicial que causa importantes pérdidas económicas a los agricultores en todo el mundo. Las epidemias de este hongo patógeno en las regiones productoras de trigo, incluida Europa, están dominadas por linajes que se reproducen solo de forma asexual durante varias decenios. En el proyecto R-evolution, financiado por las acciones Marie Skłodowska-Curie, se pretende identificar diferencias genéticas y epigenéticas entre los núcleos celulares del hongo de la roya amarilla. Esta investigación aportará conocimientos nuevos sobre los mecanismos subyacentes que favorecen la evolución rápida de nuevos genotipos en ausencia de recombinación sexual. El equipo del proyecto estudiará la presencia de múltiples núcleos en el mismo citoplasma de «P. striiformis» y, de este modo, descubrirá cómo este hongo se adapta rápidamente a entornos agrícolas variables y cambiantes.

Objetivo

The effect of ploidy and genome organization on evolution and adaptation is a central question in biology. Most organisms contain a single nucleus per cell, irrespective of their genome size and ploidy level. The kingdom Fungi represents a notable, yet significantly understudied, exception. Most fungal species partition individual haplotype genome copies into discrete nuclei. What evolutionary advantages arise from partitioning different haplotypes into multiple nuclei is a fundamental and unsolved puzzle in eukaryote genomics. This project addresses several questions that will improve our fundamental understanding of multinuclear genome biology by identifying genetic and epigenetic inter-nuclear differences in the stripe rust fungus (Puccinia striiformis f. sp. tritici, Pst). In contrast to diploids, it partitions its two haplotypes into two distinct nuclei (dikaryon). It is one of the most harmful wheat pathogens with significant impacts on global wheat production and food security. Pst epidemics in wheat growing regions including Europe and Australia have been dominated by lineages that reproduced exclusively asexually for decades. The haplotypes of the asexually evolving lineages diverge over time through independent accumulation of genetic variation. In this proposal I will dissect how the presence of multiple nuclei in the same cytoplasm in rust fungi contributes to rapid adaptation to variable and changing agricultural environments. Understanding the underlying mechanisms that drive rapid evolution of new genotypes in absence of sexual recombination is important to make predictions about durability of host resistance and management strategies.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

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Coordinador

AARHUS UNIVERSITET
Aportación neta de la UEn
€ 284 484,48
Dirección
NORDRE RINGGADE 1
8000 Aarhus C
Dinamarca

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Región
Danmark Midtjylland Østjylland
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
Sin datos

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