Polyploidy and Genome Evolution

پلی پلوئیدی - تکرار کل ژنوم (WGD) - یک محرک اساسی تنوع زیستی با پیامدهای قابل توجهی برای ساختار، سازمان و تکامل ژنوم است. زمانی که به عنوان یک فرآیند گونه‌زایی رایج فقط در گیاهان در نظر گرفته می‌شد، پلی پلوئیدی اکنون نقش مهمی در ساختار، محتوای ژن و تکامل بیشتر ژنوم‌های یوکاریوتی ایفا کرده است. در واقع، به نظر می‌رسد که تنوع یوکاریوت‌ها با WGD‌های متعدد مرتبط است. پلی پلوئیدی برهمکنش های ژنومی جدیدی ایجاد می کند - که در ابتدا منجر به "شوک ژنومی و ترانسکریپتومی" می شود - که باید در دودمان پلی پلوئید جدید حل شود. این فرآیند اساساً به عنوان یک دکمه "تنظیم مجدد" عمل می کند و منجر به تغییرات ژنومی می شود که در نهایت ممکن است گونه زایی سازگار را ترویج کند.

این کتاب برای اولین بار پایه های مفهومی و نظری تکامل ژنوم پلی پلوئید را با سنتز الگوها و فرآیندهای تکامل ژنوم در گروه های پلی پلوئید متنوع گرد هم می آورد. از آنجایی که پلی پلوئیدی رایج‌ترین و بهترین مطالعه در گیاهان است، این کتاب بر مدل‌های گیاهی تأکید می‌کند، اما مطالعات اخیر روی مهره‌داران و قارچ‌ها دیدگاه‌های تازه‌ای در مورد عواملی ارائه می‌دهند که اجازه گونه‌زایی پلی‌پلوئیدی را می‌دهند و ژنوم‌های پلی پلوئید را شکل می‌دهند. الگوی نوظهور این است که پلی پلوئیدی - از طریق تغییرات در ساختار ژنوم و تنظیم ژن - تازگی ژنتیکی و فنوتیپی را ایجاد می کند که در سطوح کروموزومی، فیزیولوژیکی و ارگانیسمی ظاهر می شود و پیامدهای اکولوژیکی و تکاملی دراز مدت دارد.

Polyploidy – whole-genome duplication (WGD) – is a fundamental driver of biodiversity with significant consequences for genome structure, organization, and evolution. Once considered a speciation process common only in plants, polyploidy is now recognized to have played a major role in the structure, gene content, and evolution of most eukaryotic genomes. In fact, the diversity of eukaryotes seems closely tied to multiple WGDs. Polyploidy generates new genomic interactions – initially resulting in “genomic and transcriptomic shock” – that must be resolved in a new polyploid lineage. This process essentially acts as a “reset” button, resulting in genomic changes that may ultimately promote adaptive speciation.

This book brings together for the first time the conceptual and theoretical underpinnings of polyploid genome evolution with syntheses of the patterns and processes of genome evolution in diverse polyploid groups. Because polyploidy is most common and best studied in plants, the book emphasizes plant models, but recent studies of vertebrates and fungi are providing fresh perspectives on factors that allow polyploid speciation and shape polyploid genomes. The emerging paradigm is that polyploidy – through alterations in genome structure and gene regulation – generates genetic and phenotypic novelty that manifests itself at the chromosomal, physiological, and organismal levels, with long-term ecological and evolutionary consequences.