Extraordinary preservation of gene collinearity over three hundred million years revealed in homosporous lycophytes

生物 基因组 谱系(遗传) 同步 卷柏属 植物进化 倍性 基因组大小 进化生物学 遗传学 基因 植物
作者
Cheng Li,David Wickell,Li‐Yaung Kuo,Xueqing Chen,Bao Nie,Xuezhu Liao,Dan Peng,Jiaojiao Ji,Jerry Jenkins,Mellissa Williams,Shengqiang Shu,Chris Plott,Kerrie Barry,Shanmugam Rajasekar,Jane Grimwood,Xiaoxu Han,Shichao Sun,Zhuangwei Hou,Weijun He,Guanhua Dai,Cheng Sun,Jeremy Schmutz,Jim Leebens‐Mack,Fay‐Wei Li,Li Wang
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [Proceedings of the National Academy of Sciences]
卷期号:121 (4) 被引量:7
标识
DOI:10.1073/pnas.2312607121
摘要

Homosporous lycophytes (Lycopodiaceae) are a deeply diverged lineage in the plant tree of life, having split from heterosporous lycophytes ( Selaginella and Isoetes ) ~400 Mya. Compared to the heterosporous lineage, Lycopodiaceae has markedly larger genome sizes and remains the last major plant clade for which no chromosome-level assembly has been available. Here, we present chromosomal genome assemblies for two homosporous lycophyte species, the allotetraploid Huperzia asiatica and the diploid Diphasiastrum complanatum . Remarkably, despite that the two species diverged ~350 Mya, around 30% of the genes are still in syntenic blocks. Furthermore, both genomes had undergone independent whole genome duplications, and the resulting intragenomic syntenies have likewise been preserved relatively well. Such slow genome evolution over deep time is in stark contrast to heterosporous lycophytes and is correlated with a decelerated rate of nucleotide substitution. Together, the genomes of H. asiatica and D. complanatum not only fill a crucial gap in the plant genomic landscape but also highlight a potentially meaningful genomic contrast between homosporous and heterosporous species.
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