السبات التطوري في بلاستومات السيكاد وأول حالة لتحويل الجين المائل نحو GC في البلاستوم

في النباتات الزهرية، من المعروف أن تحويل الجين يقلل من الحمل الطفراتي للجينومات البلاستيكية (البلاستومات). على وجه الخصوص، تؤدي عمليات تحويل الجين الأكثر شيوعًا في مناطق التكرار المقلوب (IR) مقارنةً بالمناطق ذات النسخة الواحدة (SC) إلى معدلات استبدال متباينة بين هاتين المنطقتين. ومع ذلك، فإن القليل يُعرف عن تأثير تحويل الجين في تطور بلاستومات عاريات البذور. تعتبر السيكاد (Cycadophyta) ثاني أكبر مجموعة من عاريات البذور. يقتصر دراسة تطور بلاستوماتها على جنس السيكاد الأساسي، Cycas. في هذه الدراسة، تناولنا ثلاثة أسئلة. 1) هل تتطور بلاستومات أجناس السيكاد الأخرى ببطء كما لوحظ سابقًا في بلاستوم Cycas taitungensis؟ 2) هل تختلف معدلات الاستبدال بين مناطق SC وIR الخاصة بها؟ و3) هل يحدث تحويل الجين في بلاستومات السيكاد؟ إذا كانت الإجابة نعم، فهل هو مائل نحو AT أم نحو GC؟ تم تسلسل بلاستومات ثماني أنواع من ثمانية أجناس أخرى من السيكاد. هذه البلاستومات محفوظة للغاية في تنظيم الجينوم. باستثناء جينكو، فإن بلاستومات السيكاد لديها معدلات استبدال متجانسة وغير متجانسة أقل بكثير من غيرها من عاريات البذور، مما يعكس سباتها التطوري في الطفرات النوكليوتيدية. في IRs لبلاستومات السيكاد، تُنسب معدلات الاستبدال المنخفضة والطفرات المائلة نحو GC إلى آلية تحويل الجين المائلة نحو GC (gBGC). تشير التحقيقات الإضافية إلى أن في السيكاد، يمكن أن يقوم gBGC بتصحيح الطفرات على مستوى البلاستوم. لذلك، فإن هذه الدراسة هي الأولى التي تكشف عن gBGC البلاستومي في النباتات البذرية. نقترح أيضًا نموذج gBGC لتفسير الأنماط التطورية المختلفة وكذلك الطفرات ذات التكوين المنحاز في مناطق SC وIR لبلاستومات السيكاد.