Publication detail

Genomic basis and phenotypic manifestation of (non-)parallel serpentine adaptation in Arabidopsis arenosa

Year: 2022

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Evolution

Publisher name: Wiley-Blackwell

Place: Hoboken

Page from-to: 2315-2331

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Genomický základ a fenotypový projev (ne)paralelní serpentine adaptace u Arabidopsis arenosa	Paralelní evoluce je v přírodě běžná a poskytuje jeden z nejpřesvědčivějších příkladů rychlé adaptace na životní prostředí. Na rozdíl od nvelkého množství studií zabývajících se genomickým základem paralelní evoluce jsou integrativní studie spojující genomický a fenotypový paralelismus vzácné. Edafické ostrovy toxických hadcovitých půd poskytují ideální systémy pro studium rychlé paralelní adaptace u rostlin a vnucují silnou, prostorově replikovanou selekci nedávno odlišným populacím. Využili jsme trojnásobnou nezávislou hadovitou adaptaci Arabidopsis arenosa a kombinované reciproční transplantace, fenotypizaci vychytávání iontů a dostupné polymorfismy v celém genomu, abychom otestovali, zda se paralelismus projevuje v podobné míře na genomové i fenotypové úrovni. Zjistili jsme všudypřítomný fenotypový paralelismus ve funkčních rysech, avšak s různou velikostí rozdílů ve fitness, které byly v souladu s neutrální genetickou diferenciací mezi populacemi. Omezené náklady na hadovitou adaptaci naznačují absenci kompromisů řízených půdou. Na druhé straně genomický paralelismus na genové úrovni byl významný, i když relativně malý. Proto podobně modifikované fenotypy, například vychytávání iontů, vznikly možná selekcí na různých lokusech v podobných funkčních drahách. V souhrnu přinášíme důkazy o důležité roli genetické redundance v rychlé adaptaci zahrnující znaky s polygenní architekturou.	Přizpůsobování; Arabidopsis; genetická redundance; přírodní výběr; paralelní evoluce; reciproční transplantace
eng	Genomic basis and phenotypic manifestation of (non-)parallel serpentine adaptation in Arabidopsis arenosa	Parallel evolution is common in nature and provides one of the most compelling examples of rapid environmental adaptation. In contrast to the recent burst of studies addressing genomic basis of parallel evolution, integrative studies linking genomic and phenotypic parallelism are scarce. Edaphic islands of toxic serpentine soils provide ideal systems for studying rapid parallel adaptation in plants, imposing strong, spatially replicated selection on recently diverged populations. We leveraged threefold independent serpentine adaptation of Arabidopsis arenosa and combined reciprocal transplants, ion uptake phenotyping, and available genome-wide polymorphisms to test if parallelism is manifested to a similar extent at both genomic and phenotypic levels. We found pervasive phenotypic parallelism in functional traits yet with varying magnitude of fitness differences that was congruent with neutral genetic differentiation between populations. Limited costs of serpentine adaptation suggest absence of soil-driven trade-offs. On the other hand, the genomic parallelism at the gene level was significant, although relatively minor. Therefore, the similarly modified phenotypes, for example, of ion uptake arose possibly by selection on different loci in similar functional pathways. In summary, we bring evidence for the important role of genetic redundancy in rapid adaptation involving traits with polygenic architecture.	Adaptation; Arabidopsis; genetic redundancy; natural selection; parallel evolution; reciprocal transplant

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links