Published October 1, 2020 | Version v1
Publication Open

Self-compatibility in peach [Prunus persica (L.) Batsch]: patterns of diversity surrounding the S-locus and analysis of SFB alleles

  • 1. Tunis University
  • 2. Tunis El Manar University
  • 3. Cabildo de La Palma
  • 4. Instituto de Productos Naturales y Agrobiología

Description

Self-incompatibility (SI) to self-compatibility (SC) transition is one of the most frequent and prevalent evolutionary shifts in flowering plants. Prunus L. (Rosaceae) is a genus of over 200 species most of which exhibit a Gametophytic SI system. Peach [Prunus persica (L.) Batsch; 2n = 16] is one of the few exceptions in the genus known to be a fully self-compatible species. However, the evolutionary process of the complete and irreversible loss of SI in peach is not well understood and, in order to fill that gap, in this study 24 peach accessions were analyzed. Pollen tube growth was controlled in self-pollinated flowers to verify their self-compatible phenotypes. The linkage disequilibrium association between alleles at the S-locus and linked markers at the end of the sixth linkage group was not significant (P > 0.05), except with the closest markers suggesting the absence of a signature of negative frequency dependent selection at the S-locus. Analysis of SFB1 and SFB2 protein sequences allowed identifying the absence of some variable and hypervariable domains and the presence of additional α-helices at the C-termini. Molecular and evolutionary analysis of SFB nucleotide sequences showed a signature of purifying selection in SFB2, while the SFB1 seemed to evolve neutrally. Thus, our results show that the SFB2 allele diversified after P. persica and P. dulcis (almond) divergence, a period which is characterized by an important bottleneck, while SFB1 diversified at a transition time between the bottleneck and population expansion.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يعد عدم التوافق الذاتي (SI) مع انتقال التوافق الذاتي (SC) أحد أكثر التحولات التطورية شيوعًا وانتشارًا في النباتات المزهرة. البرقوق L. (الوردية) هو جنس من أكثر من 200 نوع يظهر معظمها نظام SI للنباتات المشيجية. الخوخ [برونوس بيرسيكا (ل.) باتش ؛ 2 ن = 16] هو أحد الاستثناءات القليلة في الجنس المعروف بأنه نوع متوافق ذاتيًا تمامًا. ومع ذلك، فإن العملية التطورية للخسارة الكاملة والتي لا رجعة فيها للذكاء الاجتماعي في الخوخ ليست مفهومة جيدًا، ومن أجل سد هذه الفجوة، تم تحليل 24 من إضافات الخوخ في هذه الدراسة. تم التحكم في نمو أنبوب اللقاح في الزهور ذاتية التلقيح للتحقق من أنماطها الظاهرية المتوافقة ذاتيًا. لم يكن ارتباط اختلال التوازن بين الأليلات في موضع S والعلامات المرتبطة في نهاية مجموعة الربط السادسة كبيرًا (P > 0.05)، إلا مع وجود أقرب العلامات التي تشير إلى عدم وجود توقيع اختيار يعتمد على التردد السلبي في موضع S. سمح تحليل تسلسلات البروتين SFB1 و SFB2 بتحديد عدم وجود بعض المجالات المتغيرة والمتغيرة بشكل مفرط ووجود هليسيات ألفا إضافية في الأطراف C. أظهر التحليل الجزيئي والتطوري لتسلسلات النيوكليوتيدات SFB علامة على اختيار التنقية في SFB2، في حين بدا أن SFB1 يتطور بشكل محايد. وبالتالي، تظهر نتائجنا أن أليل SFB2 تنوع بعد تباعد P. persica و P. dulcis (اللوز)، وهي فترة تتميز باختناق مهم، بينما تنوع SFB1 في وقت انتقالي بين عنق الزجاجة والتوسع السكاني.

Translated Description (French)

La transition de l'autocompatibilité (SI) à l'autocompatibilité (SC) est l'un des changements évolutifs les plus fréquents et les plus répandus chez les plantes à fleurs. Prunus L. (Rosaceae) est un genre de plus de 200 espèces dont la plupart présentent un système SI gamétophytique. La pêche [Prunus persica (L.) Batsch ; 2n = 16] est l'une des rares exceptions du genre connue pour être une espèce entièrement auto-compatible. Cependant, le processus évolutif de la perte complète et irréversible de SI dans la pêche n'est pas bien compris et, afin de combler cette lacune, dans cette étude, 24 accessions de pêche ont été analysées. La croissance des tubes polliniques a été contrôlée chez les fleurs auto-pollinisées afin de vérifier leurs phénotypes auto-compatibles. L'association de déséquilibre de liaison entre les allèles au locus S et les marqueurs liés à la fin du sixième groupe de liaison n'était pas significative (P > 0,05), sauf avec les marqueurs les plus proches suggérant l'absence d'une signature de sélection dépendante de la fréquence négative au locus S. L'analyse des séquences protéiques SFB1 et SFB2 a permis d'identifier l'absence de certains domaines variables et hypervariables et la présence d'hélices α supplémentaires aux C-terminaux. L'analyse moléculaire et évolutive des séquences nucléotidiques de SFB a montré une signature de sélection purifiante dans SFB2, alors que SFB1 semblait évoluer de manière neutre. Ainsi, nos résultats montrent que l'allèle SFB2 s'est diversifié après la divergence de P. persica et P. dulcis (amande), période caractérisée par un goulot d'étranglement important, tandis que SFB1 s'est diversifié à un moment de transition entre le goulot d'étranglement et l'expansion de la population.

Translated Description (Spanish)

La transición de la autoincompatibilidad (SI) a la autocompatibilidad (SC) es uno de los cambios evolutivos más frecuentes y prevalentes en las plantas con flores. Prunus L. (Rosaceae) es un género de más de 200 especies, la mayoría de las cuales exhiben un sistema SI gametofítico. El melocotón [Prunus persica (L.) Batsch; 2n = 16] es una de las pocas excepciones en el género que se sabe que es una especie totalmente autocompatible. Sin embargo, el proceso evolutivo de la pérdida completa e irreversible de SI en el melocotón no se entiende bien y, para llenar ese vacío, en este estudio se analizaron 24 accesiones de melocotón. El crecimiento del tubo de polen se controló en flores autopolinizadas para verificar sus fenotipos autocompatibles. La asociación de desequilibrio de ligamiento entre los alelos en el locus S y los marcadores ligados al final del sexto grupo de ligamiento no fue significativa (P > 0.05), excepto con los marcadores más cercanos que sugieren la ausencia de una firma de selección dependiente de la frecuencia negativa en el locus S. El análisis de las secuencias de proteínas SFB1 y SFB2 permitió identificar la ausencia de algunos dominios variables e hipervariables y la presencia de hélices α adicionales en los extremos C. El análisis molecular y evolutivo de las secuencias de nucleótidos de SFB mostró una firma de selección purificadora en SFB2, mientras que SFB1 parecía evolucionar de forma neutra. Por lo tanto, nuestros resultados muestran que el alelo SFB2 se diversificó después de la divergencia de P. persica y P. dulcis (almendra), un período que se caracteriza por un importante cuello de botella, mientras que SFB1 se diversificó en un momento de transición entre el cuello de botella y la expansión de la población.

Files

s41438-020-00392-z.pdf.pdf

Files (3.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:0e18762645d50cb716ce268b04e52deb
3.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التوافق الذاتي في الخوخ [برونوس بيرسيكا (ل.) باتش]: أنماط التنوع المحيطة بموقع S وتحليل أليلات SFB
Translated title (French)
Autocompatibilité chez la pêche [Prunus persica (L.) Batsch] : modèles de diversité entourant le locus S et analyse des allèles SFB
Translated title (Spanish)
Autocompatibilidad en melocotón [Prunus persica (L.) Batsch]: patrones de diversidad que rodean el locus S y análisis de alelos SFB

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3090026669
DOI
10.1038/s41438-020-00392-z

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Tunisia

References

  • https://openalex.org/W1525734744
  • https://openalex.org/W1534406401
  • https://openalex.org/W1558952591
  • https://openalex.org/W1638686487
  • https://openalex.org/W1776365146
  • https://openalex.org/W1907806866
  • https://openalex.org/W1924991164
  • https://openalex.org/W1963674435
  • https://openalex.org/W1973390089
  • https://openalex.org/W1976527474
  • https://openalex.org/W1977055518
  • https://openalex.org/W1977119538
  • https://openalex.org/W1982023167
  • https://openalex.org/W1982603712
  • https://openalex.org/W1985036642
  • https://openalex.org/W1986630125
  • https://openalex.org/W1989429692
  • https://openalex.org/W2001630790
  • https://openalex.org/W2004194037
  • https://openalex.org/W2020792048
  • https://openalex.org/W2021006859
  • https://openalex.org/W2021307371
  • https://openalex.org/W2030087452
  • https://openalex.org/W2037092474
  • https://openalex.org/W2045172801
  • https://openalex.org/W2046731120
  • https://openalex.org/W2051409611
  • https://openalex.org/W2057963539
  • https://openalex.org/W2064543253
  • https://openalex.org/W2065778417
  • https://openalex.org/W2065998026
  • https://openalex.org/W2067370872
  • https://openalex.org/W2077373321
  • https://openalex.org/W2080121718
  • https://openalex.org/W2083214237
  • https://openalex.org/W2085545831
  • https://openalex.org/W2092512759
  • https://openalex.org/W2096420865
  • https://openalex.org/W2097382368
  • https://openalex.org/W2098451342
  • https://openalex.org/W2102234847
  • https://openalex.org/W2105513114
  • https://openalex.org/W2107160388
  • https://openalex.org/W2108252494
  • https://openalex.org/W2109457784
  • https://openalex.org/W2113143478
  • https://openalex.org/W2117792777
  • https://openalex.org/W2119478106
  • https://openalex.org/W2119799171
  • https://openalex.org/W2120981333
  • https://openalex.org/W2127017626
  • https://openalex.org/W2129353499
  • https://openalex.org/W2132393729
  • https://openalex.org/W2134347465
  • https://openalex.org/W2140784970
  • https://openalex.org/W2141443415
  • https://openalex.org/W2147344487
  • https://openalex.org/W2150981123
  • https://openalex.org/W2152007159
  • https://openalex.org/W2152207030
  • https://openalex.org/W2153187042
  • https://openalex.org/W2153613001
  • https://openalex.org/W2154659412
  • https://openalex.org/W2164860814
  • https://openalex.org/W2165385476
  • https://openalex.org/W2173518071
  • https://openalex.org/W2185966654
  • https://openalex.org/W2189708363
  • https://openalex.org/W2206397532
  • https://openalex.org/W2313430569
  • https://openalex.org/W2317488253
  • https://openalex.org/W2408483783
  • https://openalex.org/W2477619882
  • https://openalex.org/W2560150771
  • https://openalex.org/W2756118666
  • https://openalex.org/W2792433601
  • https://openalex.org/W2904633117
  • https://openalex.org/W2941112903
  • https://openalex.org/W2951769347
  • https://openalex.org/W2959020312
  • https://openalex.org/W2981588851
  • https://openalex.org/W3000103496
  • https://openalex.org/W316129752
  • https://openalex.org/W4239149238
  • https://openalex.org/W605677734