Des centaines d'arbustes à feuilles persistantes et de petits arbres, y compris le théier Camélia sinensis, appartiennent à la Camellia genre. Les scientifiques séquencent différentes régions du chloroplaste et de l'ADN nucléaire pour identifier les espèces végétales et étudier la phylogénétique. Alors que la région génétique la plus couramment utilisée pour de telles recherches est l'espaceur transcrit interne (ITS), le séquençage de cette région est problématique pour le Camellia genre, ce qui rend son évolution difficile à étudier.
Neuf scientifiques de Chine et du Japon, dirigés par les Drs Min Zhang et Wen-Ju Zhang de l'Université forestière de Nanjing et de l'Université de Fudan, se sont concentrés sur la région de l'ADN ribosomique 26S (ADNr) de 13-26 Camellia espèce pour une étude phylogénétique. Les chercheurs suggèrent que l'évolution concertée (par exemple, une famille de gènes évolue ensemble comme une unité) agit sur l'ADNr de manière homogénéisante. Ils ont également constaté que le Camellia Le genre a le polymorphisme d'ADNr le plus élevé chez les angiospermes, principalement contribué par des pseudogènes qui suivent le modèle d'évolution de la naissance et de la mort (par exemple, certains restent dans le génome et se développent tandis que d'autres sont supprimés et perdus au cours du processus évolutif). Les pseudogènes sont des copies désactivées de gènes codant pour des protéines et ont été appelés "fossiles génomiques" ce qui pourrait accélérer les changements phénotypiques au sein de ce genre.
Zhang et ses collègues ont recueilli 13 diploïdes Camellia espèces de l'International Camellia Jardin d'espèces en Chine ou leur habitat naturel. Les scientifiques ont utilisé le séquençage de nouvelle génération pour les régions d'ADNr 26S avec deux contrôles internes pour évaluer l'amplification PCR potentielle et les taux d'erreur de séquençage. Des ribotypes uniques, des unités taxonomiques opérationnelles (OTU) et des OTU débruitées à rayon zéro ont été identifiés. La teneur en guanine (G) et en cytosine (C), l'énergie minimale de repliement de l'ARN et l'énergie libre de Gibb de l'ADN ont été calculées ou prédites. Au total, 1,876 26 séquences de XNUMX taxons ont été colocalisées pour produire un arbre phylogénétique à vraisemblance maximale.
Après débruitage des lectures de séquences, 64 à 217 ZOTU ont été identifiés à partir des Camellia échantillons qui représente le polymorphisme d'ADNr le plus abondant chez les angiospermes. Zhang et ses collègues ont suggéré que la plupart des ribotypes provenaient de pseudogènes d'ADNr. Les séquences d'ADNr 26S fonctionnelles étaient relativement conservées mais de nombreuses branches se sont formées sur l'arbre phylogénétique en raison de pseudogènes. L'arbre a également révélé que les événements de duplication se sont produits avant la divergence des différents Camellia des sections et des duplications se sont également produites au sein d'une espèce.
"Camellia représente un groupe, où l'ADNr est soumis à un mélange d'évolution concertée et de naissance et de mort », ont écrit Zhang et ses collègues. « Certains pseudogènes d'ARNr peuvent avoir des fonctions potentielles. Lorsqu'ils échapperaient à la contrainte de sélection, les pseudogènes évolueraient dans le sens d'une diminution du contenu en GC, de l'énergie libre et de la stabilité de la structure, et seraient finalement éliminés du génome.
"[N]ous pensons que certains pseudogènes d'ARNr pourraient jouer un rôle important dans l'accélération des changements phénotypiques ainsi que dans l'évolution génomique, qui nécessite une étude plus approfondie", ont ajouté les scientifiques.
Pour la première fois, cette étude a révélé quels processus sont à l'origine des processus évolutifs dans le Camellia genre et a présenté les orientations futures de l'étude de ces groupes de plantes phylogénétiquement et économiquement importants.
