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Chromosome elimination in plant wide hybrids – explaining the phenomenon and applying lessons from a model system in Hordeum to problems of speciation, gene introgression and breeding new crop plants

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Introduire des gènes sauvages de survie chez l'orge

Le développement de nouvelles variétés de plantes de différentes espèces ou genres est un moyen d'introduction de traits désirables provenant des variétés apparentées sauvages. Toutefois, le processus peut être entravé par l'élimination complète des compléments chromosomiques de l'une des souches parentes.

Santé

Pour mettre en avant les produits génétiques de l'évolution pour la survie, le projet Chromelim a étudié l'élimination sélective des chromosomes parentaux au cours du développement d'embryons hybrides. L'équipe a utilisé des croisements avec le genre Hordeum, dont fait partie l'orge, et Hordeum vulgare (H. vulgare) ainsi que 30 autres espèces d'herbacées originaires des régions tempérées. Les scientifiques du projet ont évalué les effets des variables tels que le génotype parental et la température sur la stabilité chromosomique et les propriétés de la chromatine. Pour ce faire, ils ont croisé des hybrides de représentants sauvages de H. bulbosum et H. marinum. Les chercheurs de Chromelim ont découvert que contrairement aux embryons hybrides de H. vulgare and H. bulbosum, il n'y avait aucun effet de température sur l'élimination ou la rétention chromosomique. Lorsqu'analysés selon l'hybridation génomique in situ, les sept chromosomes de chaque parent étaient présents. À l'échelle moléculaire, la protéine CENH3 joue le rôle de régulateur dans le processus d'élimination dépendant de la mitose. Les scientifiques ont observé les chromosomes en utilisant une technique d'immunomarquage indirecte à l'étape 2C de la division cellulaire, lorsque les représentants des deux groupes chromosomiques parentaux sont présents mais pas encore répliqués. Déterminer l'activité et l'emplacement précis de CENH3 serait une percée considérable pour le croisement végétal. Les chercheurs de Chromelim ont découvert que dans l'hybride sauvage, il n'y avait aucune réorganisation majeure de l'activité de cette protéine clé. L'hybridation des plantes résulte souvent en la perte de gènes simples bien qu'importants conférant l'immunité contre la maladie aux ancêtres sauvages. Pouvoir réintroduire ces traits serait un avantage important dans le secteur de la sélection végétale.

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