Auf Spurensuche im Genom: Wie die Spinnenorchidee Ophrys sphegodes sich durch sexuelle Täuschung an potentielle Bestäuber anpasst [05.08.24]
Das Verständnis der genetischen Mechanismen der Anpassung von Blütenmerkmalen an ihre Bestäuber ist zentral für die Evolutionsbiologie von Pflanzen. Bestäuber spielen eine herausragende Rolle, da sie sowohl die sexuelle Fortpflanzung ermöglichen als auch die Selektion auf Blütenmerkmale beeinflussen. Besonders bei Pflanzen mit spezialisiertem Bestäubungsmechanismus wird dies deutlich, da ihre Blütenmerkmale speziell entwickelt wurden, um bestimmte Bestäuber anzuziehen. Diese durch Bestäuber vermittelte Evolution förderte (und fördert noch heute) die Vielfalt der Angiospermen und deren Ausbreitung. Es wird vermutet, dass das Eindringen in neue ökologische Nischen ohne Konkurrenz (ökologische Chance) die Artenbildung beschleunigt, welche durch genetische Variation erleichtert wird. Populationsgenomanalysen haben Kandidatenregionen identifiziert, die möglicherweise einer durch Bestäuber ausgelösten Selektion unterliegen, was die Erforschung der Gene in diesen Regionen und die in Nature Communications publizierte Studie motiviert hat. Die Ergebnisse der genetischen Untersuchungen unter Leitung des Hohenheimers Philipp Schlüter unterstützen diese Hypothese und wurden gerade in Nature Communications veröffentlicht.
From: Genome of the early spider-orchid Ophrys sphegodes provides insights into sexual deception and pollinator adaptation
Originalpublikation
Russo A. (a-c), Alessandrini M. (a), El Baidouri M.(d-f), Frei D.(g), Galise T.R.(h), Gaidusch L.(a), Oertel H.F. (a), Garcia Morales S.E. (a), Potente G. (c), Tian Q. (i,j), Smetanin D. (b), Bertrand J.A.M.(d-f), Onstein R.E.(i,k), Panaud O.(d-f), Frey J.E.(g), Cozzolino S.(h), Wicker T.(b), Xu S.(l), Grossniklaus U.(b), Schlüter P.M.(a,c), 2024, Genome of the early spider-orchid Ophrys sphegodes provides insights into sexual deception and pollinator adaptation. Nat Commun 15, 6308 (2024). doi.org/10.1038/s41467-024-50622-4
Affiliations
- a Department of Plant Evolutionary Biology, Institute of Biology, University of Hohenheim, Stuttgart, Germany
- b Department of Plant and Microbial Biology and Zürich-Basel Plant Science Centre, University of Zurich, Zürich, Switzerland
- c Department of Systematic and Evolutionary Botany and Zürich-Basel Plant Science Centre, University of Zurich, Zürich, Switzerland
- d Université Perpignan Via Domitia, Laboratoire Génome et Développement des Plantes, Perpignan, UMR5096, France
- e CNRS, Laboratoire Génome et Développement des Plantes, Perpignan, UMR5096, France
- f EMR269 MANGO, Institut de Recherche pour le Développement, Perpignan, France
- g Department of Methods Development and Analytics, Agroscope, Wädenswil, Switzerland
- h Department of Biology, University of Naples Federico II, Naples, Italy
- i Naturalis Biodiversity Centre, Leiden, Netherlands
- j Germplasm Bank of Wild Species, Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Kunming, China
- k German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv) Halle – Jena – Leipzig, Leipzig, Germany
- l Institute of Organismic and Molecular Evolution, University of Mainz, Mainz, Germany
Abstract
Pollinator-driven evolution of floral traits is thought to be a major driver of angiosperm speciation and diversification. Ophrys orchids mimic female insects to lure male pollinators into pseudocopulation. This strategy, called sexual deception, is species-specific, thereby providing strong premating reproductive isolation. Identifying the genomic architecture underlying pollinator adaptation and speciation may shed light on the mechanisms of angiosperm diversification. Here, we report the 5.2 Gb chromosome-scale genome sequence of Ophrys sphegodes. We find evidence for transposable element expansion that preceded the radiation of the O. sphegodes group, and for gene duplication having contributed to the evolution of chemical mimicry. We report a highly differentiated genomic candidate region for pollinator-mediated evolution on chromosome 2. The Ophrys genome will prove useful for investigations into the repeated evolution of sexual deception, pollinator adaptation and the genomic architectures that facilitate evolutionary radiations. © The Author(s) 2024.
Mehr Information zum Hohenheimer Autor:
 | Prof. Dr. Philipp Schlüterhttps://peb.uni-hohenheim.de/en/
|
