Origin and evolution of sex chromosomes in the dioecious plant Rumex acetosa
Project goals
Sex chromosomes have evolved from a pair of ordinary autosomes both in plants and in animals. It has been proposed that evolution of sex chromosomes begins with the emergence of sex-determining genes on the proto-X(Z) and proto-Y(W) followed by suppression of recombination in surrounding regions and, degeneration of the genes on the Y(W) chromosome(s). Rumex acetosa (sorrel) is a dioecious plant with an XX/XY1Y2 chromosome system. Two hypotheses have been advanced to explain their evolution: the XX/XY1Y2 system evolved either through a fission event or autosomal translocation to the original X chromosome. We propose testing these hypotheses to explain the origin of the multiple sex chromosome system. Detailed structural analysis using direct sex chromosome sequencing, cytogenetic analysis and combination of classical genetic segregation experiments with massive RNA sequencing is expected to elucidate the processes forming sex chromosomes in this species. Our approach enables quick establishment of R. acetosa as a standard model system for further comparative analyses.
Keywords
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 20 (SGA0201600001)
Main participants
Biofyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
16-08698S
Alternative language
Project name in Czech
Původ a evoluce pohlavních chromozomů u dvoudomé rostliny Rumex acetosa
Annotation in Czech
Pohlavní chromozomy vznikly z páru autozomů jak u rostlin, tak u živočichů. Předpokládá se, že prvním krokem jejich evoluce je formování genů určujících pohlaví na proto-X(Z) a proto-Y(W) chromozomech, po kterém následuje omezení rekombinace v okolních oblastech a rychlá degenerace genů nacházejících se na chromozomu Y(W). Rumex acetosa (šťovík kyselý) je dvoudomá rostlina se systémem pohlavních chromozomů XX/XY1Y2. Předpokládá se, že tento systém vznikl buď rozštěpením původního Y chromozomu nebo translokací autozomu na původní X chromozom. V tomto projektu budeme testovat zmíněné hypotézy, abychom odhalili podstatu vzniku mnohočetných pohlavních chromozomů. Podrobné strukturní analýzy pomocí přímého sekvenování pohlavních chromozomů, cytogenetických analýz a kombinací klasických segregačních experimentů s masivním RNA sekvenováním umožní objasnit procesy stojící za formováním pohlavních chromozomů u tohoto druhu. Náš přístup umožní rychlé etablování rostlinného druhu R. acetosa jako standardního modelu pro další srovnávací analýzy.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
EF - Botany
CEP - secondary branch
EB - Genetics and molecular biology
CEP - another secondary branch
—
10603 - Genetics and heredity (medical genetics to be 3)
10604 - Reproductive biology (medical aspects to be 3)
10605 - Developmental biology
10608 - Biochemistry and molecular biology
10609 - Biochemical research methods
10611 - Plant sciences, botany
10612 - Mycology
30101 - Human genetics
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
It was a very successful project that greatly advanced our understanding of sex chromosome evolution and gave rise to many excellent papers.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2016
Realization period - end
Dec 11, 2020
Project status
U - Finished project
Latest support payment
May 16, 2018
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP21-GA0-GA-U/06:1
Data delivery date
Jun 30, 2021
Finance
Total approved costs
7,708 thou. CZK
Public financial support
6,847 thou. CZK
Other public sources
861 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
7 708 CZK thou.
Public support
6 847 CZK thou.
88%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
EF - Botany
Solution period
01. 01. 2016 - 11. 12. 2020