Transkriptomik und der Ursprung der obligaten Parthenogenese

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Trotz des Vorhandenseins obligat parthenogenetischer (OP) Abstammungslinien, die von sexuellen Vorfahren in verschiedenen phylogenetischen Gruppen abgeleitet sind, sind die genetischen Mechanismen, die zur Entstehung der OP-Abstammungslinien führen, noch wenig verstanden. Das Süßwasser-Mikrokrebstier Daphnia pulex vermehrt sich typischerweise durch zyklische Parthenogenese. Einige Populationen von OP D. pulex sind jedoch aufgrund von Vorfahren-Hybridisierungs- und Introgressionsereignissen zwischen zwei zyklisch parthenogenetischen (CP) Arten, D. pulex und D. pulicaria, entstanden. Diese OP-Hybriden produzieren sowohl subitane als auch ruhende Eier parthenogenetisch und unterscheiden sich von CP-Isolaten, bei denen ruhende Eier über konventionelle Meiose und Paarung produziert werden. Diese Studie untersucht die genomweite Expression und alternative Spleißmuster der frühen subitanenen gegenüber der frühen ruhenden Eiproduktion in OP D. pulex-Isolaten, um Einblicke in die Gene und Mechanismen zu gewinnen, die diesem Übergang zur obligaten Parthenogenese zugrunde liegen. Unsere differenziellen Expressions- und Funktionsanreicherungsanalysen ergaben eine Herunterregulierung der Meiose- und Zellzyklusgene während der frühen Eiproduktion im Ruhezustand sowie unterschiedliche Expressionsmuster des Stoffwechsels, der Biosynthese und der Signalwege zwischen den beiden Fortpflanzungsmodi. Diese Ergebnisse liefern wichtige Genkandidaten für zukünftige experimentelle Überprüfungen, einschließlich des CDC20-Gens, das den Anaphase-fördernden Komplex bei der Meiose aktiviert.

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Diese Arbeit wird durch den NIH-Zuschuss R35GM133730 an SX unterstützt. Wir möchten zwei anonymen Gutachtern für ihre konstruktiven Vorschläge und den Xu-Labormitgliedern für ihre hilfreichen Diskussionen danken.

Marelize Snyman

Aktuelle Adresse: Abteilung für Dermatologie, University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas, TX, 75235, USA

Sen Xu

Aktuelle Adresse: Division of Biological Sciences, University of Missouri, Columbia, MO, 65211, USA

Institut für Biologie, University of Texas at Arlington, Arlington, TX, 76019, USA

Marelize Snyman & Sen Xu

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SX hat die Studie entworfen. MS führte die Gewebeentnahme, molekulare Arbeit und Datenanalysen durch. SX und MS haben das Manuskript geschrieben.

Korrespondenz mit Sen Xu.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Mitherausgeberin: Louise Johnson.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Snyman, M., Xu, S. Transkriptomik und der Ursprung der obligaten Parthenogenese. Vererbung (2023). https://doi.org/10.1038/s41437-023-00628-3

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Eingegangen: 10. Oktober 2022

Überarbeitet: 18. Mai 2023

Angenommen: 18. Mai 2023

Veröffentlicht: 06. Juni 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41437-023-00628-3

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