Molekulare Evolution des Inflated Calyx Syndrome ICS bei Withania

Das Inflated Calyx Syndrome (ICS), eine morphologische Neuheit bei Nachtschattengewächsen, wird durch die Expression eines MADS-Box-Gens, MPF2-like (WSA206), in den Blütengeweben von Withania gesteuert. Durch die Erforschung der reichen Vielfalt der Kelchmorphologie in den verwandten Taxa wird gezeigt, dass die MPF2-like-Genduplikation in Withaninae einen wichtigen Spielplatz für neue evolutionäre Innovationen geschaffen hat. Sub-(Neo)-Funktionalisierung und Genverlust waren in Verbindung mit positiver darwinistischer Selektion bei der Evolution von ICS sehr wichtig. Die Expressionsdivergenz in MPF2-ähnlichen Genen aufgrund des gegenseitigen Verlusts von cis-regulatorischen Elementen hat zu genetischen und phänotypischen Variationen beigetragen und das Potenzial der natürlichen Selektion für die adaptive Evolution der ICS erhöht. Darüber hinaus geben diese Ergebnisse Einblick in die Integration von floralen Entwicklungs- und Hormonwegen in die ICS-Entwicklung und tragen zum Verständnis der Bedeutung der Polyploidie bei Pflanzen bei. Die hier vorgestellten Ergebnisse werden nicht nur auf sehr anschauliche Weise erklären, wie die Kelchneuheitsbildung in diesen Pflanzen geformt und aufrechterhalten wurde, sondern auch ein schönes Beispiel für die Verwendung von wilden "Evolutionsmutanten" zur Zerlegung komplexer Merkmalsvariationen liefern.

Autorentext

Leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter/außerordentlicher Professor, Nationales Institut für Genomik und fortgeschrittene Biotechnologie, Nationales Agrarforschungszentrum, Park Road, Islamabad, Pakistan.