Species-wide genetic incompatibility analysis identifies immune genes as hot spots of deleterious epistasis.
Species-wide genetic incompatibility analysis identifies immune genes as hot spots of deleterious epistasis.
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DOI：
10.1016/j.cell.2014.10.049
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发表时间：
2014-12-04
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Weigel D
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chae E;Bomblies K;Kim ST;Karelina D;Zaidem M;Ossowski S;Martín-Pizarro C;Laitinen RA;Rowan BA;Tenenboim H;Lechner S;Demar M;Habring-Müller A;Lanz C;Rätsch G;Weigel D
种内遗传不相容性阻止特定等位基因组装成单一基因型，并影响基因组和物种范围的序列变异模式。植物中常见的不亲和性是杂种坏死，其特征在于由于天然遗传变体之间的上位相互作用而引起的自身免疫反应。通过系统地测试拟南芥品系的数千个F1杂交种，我们在基因组中发现了少量的不相容热点，这些热点通常位于NLR免疫受体基因密集的区域。在一些情况下，这些免疫受体位点相互作用，暗示免疫系统内的冲突。一个特别危险的基因座是一个高度可变的NLR基因簇，即危险混合物2（DM2），它会导致与编码一系列生化功能的基因（包括NLR）的多重独立不相容性。我们的研究结果表明，有害的相互作用的免疫受体在前线的主机病原体共同进化限制了有利的抗病等位基因的组合，植物基因组。
Intraspecific genetic incompatibilities prevent the assembly of specific alleles into single genotypes and influence genome- and species-wide patterns of sequence variation. A common incompatibility in plants is hybrid necrosis, characterized by autoimmune responses due to epistatic interactions between natural genetic variants. By systematically testing thousands of F1 hybrids of Arabidopsis thaliana strains, we identified a small number of incompatibility hotspots in the genome, often in regions densely populated by NLR immune receptor genes. In several cases, these immune receptor loci interact with each other, suggestive of conflict within the immune system. A particularly dangerous locus is a highly variable cluster of NLR genes, DANGEROUS MIX2 (DM2), which causes multiple, independent incompatibilities with genes that encode a range of biochemical functions, including NLRs. Our findings suggest that deleterious interactions of immune receptors at the front lines of host-pathogen co-evolution limit the combinations of favorable disease resistance alleles accessible to plant genomes.
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