Геном эукариот

Древо жизни - растения
Растения (лат. Plantae или лат. Vegetabilia) - одна из основных групп многоклеточных организмов. По данным 2004 года было зарегистрировано около 287 655 различных видов растений, среди них около 258 650 цветковых, 16 000 мхов, 11 000 папоротниковиков и 8000 зелёных водорослей.
В настоящее время определяющими признаками растений являются наличие плотной, не пропускающей твёрдых частиц, клеточной оболочки (как правило, состоящей из целлюлозы), а также автотрофное (обычно фототрофное) питание — получение органических веществ с помощью углекислого газа и энергии солнца (фотосинтез). Однако есть растения-паразиты, неспособные к фотосинтезу.

Древо жизни - растения
Эволюция растений

Растения – геном
растения
Размеры геномов растений

Растения – геном
Размеры геномов растений могут отличаться в сотни раз

Растения – размер генома
Самым коротким геномом среди растений (и эукариот) обладает зеленая водоросль Ostreococcus tauri. Размер генома этого планктонного микроорганизма всего около 11.500.000 п.н. В геноме было обнаружено ~8.000 генов, около 60% не имеют сходства с известными генами других организмов, 20% генов гомологичны генам других зеленых водорослей, 20% - бактериальным генам. Судя по всему, горизонтальный перенос генов играет существенную роль в эволюции геномов зеленых водорослей.

Растения – размер генома
Полиплоидия, в частности аллополиплоидия, играет существенную роль в эволюции растений. Аллополиплоидия - кратное увеличение числа хромосом у гибридов при скрещивании разных видов (межвидовая и межродовая гибридизация). У аллополиплоидов размер генома может быть огромен – до 20 миллиардов п.н.
Роль полиплоидизации в эволюции некоторых культурных растений

Растения – геном
По количеству геномных проектов растения значительно уступают другим группам эукариот. Это связано, в первую очередь, с огромным размером геномов большинства культурных растений, а также с существенными трудностями, которые встречаются при сборке генома – наличие огромного числа повторенных последовательностей (до 90%) делает процесс сборки генома очень сложным.

Растения – геном
На сегодняшний день в базе NCBI индексируется 39 геномных проектов растений,
3 из них завершены – это геномы модельного организма Arabidopsis thaliana и двух сортов риса Oryza sativa.

Растения – геном
Зеленые водоросли обладают гораздо меньшими геномами, чем другие растения – неудивительно, что из 48 геномных проектов растений – 9 относятся к зеленым водорослям.

Растения – геном
Вероятно, количество геномных проектов сильно занижено в NCBI.
Геномные проекты растений согласно другой базе данных - AgroGenome

Растения – состав генома
Количество генов

Растения – состав генома
Генный состав Arabidopsis thaliana

Растения – состав генома
Анализ повторов 13 видов риса.
Значительную часть геномов растений занимают повторенные последовательности.

Растения – состав генома
Корреляция размеров генома 13 видов риса и количества повторов

Растения – мобильные элементы
Все классы и типы мобильных элементов представлены в геномах растений. Их копийность может значительно варьировать, однако, как правило значительную часть всех мобильных элементов в геноме составляют LTR ретротранспозоны.

Растения – мобильные элементы
Сравнительный анализ состава повторенной ДНК 13 видов риса.
Наибольшее количество повторов представляют собой ретротранспозоны,
ДНК транспозоны и MITE элементы.

Растения – мобильные элементы
Возникновение MITE элементов.

Растения – мобильные элементы
Мобильные элементы играют существенную роль в эволюции растений.