3. Results3.1. Evidence of WGD in b

3. Results
3.1. Evidence of WGD in both species confirming a shared event
Using the transcript sets of G. gynandra and T. hassleriana, paralogs
were matched to each other by BLAST search and CIP/CALP
filtering. In total, 55,014 paralogs were found: 26,883 in T. hassleriana
covering 49% of transcript space and 28,131 in G. gynandra
covering 48% oftranscript space. Of all paralog pairs, Ks and fourfold
transversion substitutions (4dtv) were determined and binned to
establish an evolutionary time distribution (Fig. 2). In both species
a large gene birth event has taken place around Ks = 0.4 (Fig. 2
between Ks = 0.25 and Ks = 0.5), which corresponds to the Ks window
established earlier for the Th- hexaploidy event [28]. The
same analysis was performed using 4dtv values and results were
extremely similar. Enumerating the paralogs thatfall within the Th-
peak, we see that 15,785 gene pairs in T. hassleriana are retained
from the Th- paleohexaploidy, or ∼29% ofthe totaltranscriptome.
For G. gynandra, 16,096 gene pairs fall within the Th- window, or
around 27% of all transcripts.
3.2. Duplicate loss and retention in essential C4 families
We examined six gene families that are essential in C4 photosynthesis
in detail: NAD malic enzyme (NAD-ME), NADP malic
enzyme (NADP-ME), carbonic anhydrase (CA), malate dehydrogenase
(MDH), phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) and
phosphoenolpyruvate carboxykinase (PPCK). Using Arabidopsis
genes as a reference, homologous clusters were created using a
E. van den Bergh et al. / Current Plant Biology 1 (2014) 2–9 5
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Gene pairs
Ks
T.hassleriana G.gynandra
Fig. 2. Histogram showing the amount of gene pairs per Ks bin for T. hassleriana (pink) and G. gynandra (blue). The peak at around Ks = 0.45 is an indication of a massive
gene birth event and is considered evidence of paleopolyploidy. Both species have an extremely similar peak, indicating that this is a shared polyploidy event. The Ks values
of these peaks corresponds with Ks values found earlier for the Th- hexaploidy event, indicating that this event has occurred before divergence of T. hassleriana and G.
gynandra. (For interpretation of the references to color in this figure legend, the reader is referred to the web version of the article.)
CIP/CALP cutoff of 50/50. 146 homologous pairs could be placed
in a cluster across the three species comprising 105 unique genes
(Table 1); 40 in A. thaliana, 57 in T. hassleriana and 49 in G. gynandra.
In most cases both Cleomaceae species have around 1.5 times the
number of genes of A. thaliana except, interestingly, the NADP-ME
family where numbers are almost the same in all species. Also of
note is that T. hassleriana has 16% more C4 related genes in total
than G. gynandra (57 over 49).
All genes of one species in a cluster were then aligned to each
other and the Ks value of each pairing was established and subsequently
binned with a stepsize of Ks = 0.15 (Fig. 3). At the Ks
corresponding to the Th- hexaploidy, both T. hassleriana and G.
gynandra show a relative increase of gene pairs with this amount
of synonymous substitutions. A. thaliana at the Ks of its older At-
event shows a similar, if slightly lower increase. Even longer ago in
Table 1
C4 photosynthesis homolog cluster sizes in A.thaliana, T. hassleriana andG. gynandra.
Both Cleomaceae species have around 1.5 times the number of genes of A. thaliana
except the NADP-ME and NAD-ME families where numbers are lower than average
in the Cleomaceae species resulting in a similar amount of homologs in each species
for these two gene groups.
A. thaliana T. Hassleriana G. gynandra
CA 6 10 7
MDH (cyt.) 3 6 6
MDH (mit.) 5 6 6
MDH (per.) 5 8 6
MDH (plast.) 5 6 6
NAD-ME 2 3 3
NADP-ME 4 4 3
PEPC 4 8 6
PPCK 6 6 6
Total 40 57 49
0
5
10
15
20
25
Gene count
Ks
A. Thaliana T. Hassleriana G. Gynandra
At-α
Th-α γ
β
Fig. 3. Histogram showing Ks values of homolog gene clusters associated with C4 photosynthesis: MDH, NAD-ME, NADP-ME, PEPC and CA. Gene duplication events are
marked attheir associated Ks value and colored according to earlier publication [28]; a square indicates a duplication (tetraploidy), a circle indicates a triplication (hexaploidy).
The contribution of the Th- (pink circle) and the At- (orange square) on photosynthesis related gene copy number can be seen at Ks = 0.45 and Ks = 0.6 respectively. The ˇ
event at Ks = 1.8 (blue square) has contributed substantially to the expansion of gene copy number in T. hassleriana. Further in evolutionary time, around Ks = 2.4, the  event
(green circle) that is also shared by all three species has contributed equally to the polyploid presence in photosyntenic orthologs. (For interpretation of the references to
color in this figure legend, the reader is referred to the web version of the article.)
6 E. van den Bergh et al. / Current Plant Biology 1 (2014) 2–9
0
1
2
3
4
5
Avg. copy number
Tarenaya hassleriana Aethionema arabicum
Arabidopsis thaliana
Fig. 4. Histog

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

3. ผลลัพธ์3.1. หลักฐานของ WGD ในชนิดทั้งยืนยันเหตุการณ์ที่ใช้ร่วมกันใช้ชุดเสียงบรรยาย gynandra กรัม และต. hassleriana, paralogsถูกจับคู่กัน โดยค้นหาระเบิดและ CIP/CALPกรอง รวม 55,014 paralogs พบ: 26,883 ใน hassleriana ต.ครอบคลุม 49% เสียงบรรยายและ 28,131 ใน gynandra กรัมครอบคลุมพื้นที่ oftranscript 48% ทั้งหมด paralog คู่ Ks และ fourfoldกำหนด และ binned เพื่อแทน transversion (4dtv)สร้างการกระจายเวลาวิวัฒนาการ (Fig. 2) ในทั้งสองชนิดเหตุการณ์การเกิดยีนขนาดใหญ่ได้เกิดขึ้นรอบ Ks = 0.4 (Fig. 2ระหว่าง Ks = 0.25 และ Ks = 0.5), ซึ่งตรงกับหน้าต่าง Ksก่อตั้งขึ้นก่อนหน้าเหตุการณ์ Th-hexaploidy [28] ที่ทำการวิเคราะห์เดียวกันโดยใช้ค่า 4dtv และได้ผลคล้ายกันมาก ตรวจ thatfall paralogs ภายใน Th- สูงสุด เราดูว่า จะเก็บคู่ยีน 15,785 ใน hassleriana ต.จาก Th-paleohexaploidy หรือ ∼29% ของ totaltranscriptomeสำหรับ gynandra กรัม 16,096 ยีนคู่อยู่ภายใน Th-หน้าต่าง หรือประมาณ 27% ของใบทั้งหมดแสดงผล3.2 การสูญเสียและการเก็บรักษาในครอบครัว C4 จำซ้ำเราตรวจสอบครอบครัวยีน 6 ที่จำเป็นในการสังเคราะห์ด้วยแสงของ C4รายละเอียด: และ malic เอนไซม์ (และ-ME), NADP malicเอนไซม์ (NADP-ME), (CA), carbonic anhydrase dehydrogenase มาลา(MDH), phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) และcarboxykinase phosphoenolpyruvate (PPCK) ใช้ Arabidopsisยีนเป็นการอ้างอิง homologous คลัสเตอร์สร้างขึ้นโดยใช้การE. van den Bergh et al. / 1 ปัจจุบันพืชชีววิทยา (2014) 5 2-90500100015002000250030003500คู่ของยีนKsT.hassleriana G.gynandraFig. 2 ฮิสโตแกรมแสดงจำนวนคู่ของยีนต่อ Ks ช่องสำหรับต. hassleriana (สีชมพู) และ gynandra กรัม (ฟ้า) จุดสูงสุดที่รอบ Ks = 0.45 เป็นตัวบ่งชี้ของเป็นใหญ่ยีนเกิดเหตุการณ์ และถือเป็นหลักฐานของ paleopolyploidy ทั้งสองชนิดได้สูงสุดมากคล้าย ระบุว่า เป็นงานร่วม polyploidy ค่า Ksของยอดเขาเหล่านี้สอดคล้องกับค่า Ks พบก่อนหน้าเหตุการณ์ Th hexaploidy บ่งชี้ว่า เหตุการณ์นี้เกิดก่อน divergence ต. hassleriana และกรัมgynandra (สำหรับตีความอ้างอิงถึงในตำนานนี้รูปสี อ่านว่าเว็บรุ่นของบทความนี้)ตัด CIP/CALP ของแบบ สามารถวางคู่ homologous 146ในคลัสเตอร์ทั้งสามสายพันธุ์ประกอบด้วยยีนเฉพาะ 105(ตาราง 1); 40 ใน A. thaliana, 57 ในต. hassleriana และ 49 ใน gynandra กรัมในกรณีส่วนใหญ่ ทั้งสายพันธุ์ Cleomaceae มีราคาประมาณ 1.5 เท่าจำนวนยีนของ A. thaliana ยกเว้น เรื่องน่าสนใจ NADP-MEครอบครัวที่ตัวเลขเท่ากันเกือบทุกชนิด นอกจากนี้ยังของหมายเหตุเป็นที่ยอมรับ hassleriana ได้ 16% C4 มากกว่ายีนทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกว่า gynandra กรัม (57 ผ่าน 49)ยีนทั้งหมดของสปีชีส์หนึ่งในคลัสเตอร์ได้จัดไปแล้วอื่น ๆ และค่าเอสจับคู่แต่ละได้ก่อตั้งขึ้น และในเวลาต่อมาbinned กับ stepsize ของ Ks = 0.15 (Fig. 3) ที่ Ksที่สอดคล้องกับการ Th-hexaploidy, hassleriana ต.และกรัมgynandra แสดงเพิ่มญาติของยีนคู่กับยอดนี้ของพ้อง A. thaliana ที่ Ks ของของเก่าที่-เหตุการณ์แสดงเพิ่มเหมือนกัน ถ้าต่ำกว่าเล็กน้อย แม้ต่อมาตารางที่ 1C4 สังเคราะห์ด้วยแสง homolog คลัสเตอร์ขนาดใน A.thaliana, andG ต. hassleriana gynandraทั้งสองสายพันธุ์ Cleomaceae มีราคาประมาณ 1.5 เท่าของจำนวนยีนของ A. thalianaยกเว้นครอบครัว NADP ME และ ME และต่ำกว่าค่าเฉลี่ยเลขในสายพันธุ์ Cleomaceae ในจำนวน homologs ในแต่ละสปีชีส์ที่คล้ายคลึงกันสำหรับกลุ่มยีนสองเหล่านี้Gynandra A. thaliana ต. Hassleriana กรัมCA 6 10 7(Cyt.) 3 6 6 MDH(Mit.) 5 6 6 MDH(เปอร์เซ็นต์) 5 8 6 MDHMDH (พลาสท์.) 5 6 6และ-ME 2 3 3NADP-ME 4 4 3PEPC 4 8 6PPCK 6 6 6รวม 40 57 490510152025จำนวนยีนKsA. Thaliana ต. Hassleriana กรัม Gynandraด้วยที่กองทัพด้วยกองทัพ Th γΒFig. 3 ฮิสโตแกรมแสดงค่า Ks homolog คลัสเตอร์ยีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ด้วยแสง C4: MDH และ-ME, NADP ME, PEPC และยีน CA ซ้ำเหตุการณ์คือทำเครื่องหมาย attheir สัมพันธ์ค่า Ks และสีตามประกาศก่อนหน้านี้ [28]; ซ้ำซ้อน (tetraploidy) ระบุว่า สี่เหลี่ยม วงกลมระบุว่า triplication (hexaploidy)สัดส่วนของการ Th- (วงกลมสีชมพู) และการ- (สีส้มสี่เหลี่ยม) ในการสังเคราะห์ด้วยแสงที่เกี่ยวข้องจำนวนสำเนาของยีนสามารถดูได้ที่ Ks = 0.45 และ Ks = 0.6 ตามลำดับ ˇเหตุการณ์ที่ Ks = 1.8 (สี่เหลี่ยมสีน้ำเงิน) มีส่วนมากการขยายตัวของจำนวนสำเนายีนในต. hassleriana เพิ่มเติมในเวลาวิวัฒนาการ สถาน Ks = 2.4 เหตุการณ์(วงกลมสีเขียว) ที่ยังใช้ร่วมกัน โดยทั้งสามพันธุ์มีส่วนเท่า ๆ กันการแสดง polyploid ใน photosyntenic orthologs (การตีความการอ้างอิงกับสีในตำนานนี้รูป อ่านว่าเว็บรุ่นของบทความ)6 E. van den Bergh et al. / 1 ปัจจุบันพืชชีววิทยา (2014) 2-9012345เฉลี่ยจำนวนสำเนาTarenaya hassleriana Aethionema arabicumArabidopsis thalianaFig. 4 Histog

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

3. ผล
3.1 หลักฐานของ WGD
ในทั้งสองชนิดยืนยันเหตุการณ์ที่ใช้ร่วมกันโดยใช้ชุดสำเนากรัมgynandra ตันและ hassleriana, paralogs
ถูกจับคู่กับแต่ละอื่น ๆ โดยการค้นหาระเบิดและ CIP / Calp
กรอง ทั้งหมด 55,014 paralogs ที่พบ: 26,883 ตันใน hassleriana
ครอบคลุม 49% ของพื้นที่และหลักฐานใน 28131 กรัม gynandra
ครอบคลุม 48% oftranscript พื้นที่ ของคู่ paralog ทุก Ks
และจาตุรงค์แทนtransversion (4DTV) ได้รับการพิจารณาและ binned
ที่จะสร้างการกระจายเวลาวิวัฒนาการ(รูปที่. 2) ในทั้งสองชนิดเป็นเหตุการณ์ที่เกิดยีนที่มีขนาดใหญ่ได้เกิดขึ้นทั่ว Ks = 0.4 (รูปที่ 2. ระหว่าง Ks = 0.25 และ Ks = 0.5) ซึ่งสอดคล้องกับหน้าต่าง Ks จัดตั้งขึ้นก่อนหน้านี้สำหรับเหตุการณ์ Th- hexaploidy [28] วิเคราะห์เดียวกันได้ดำเนินการโดยใช้ค่า 4DTV และผลการวิจัยที่คล้ายกันมาก แจง paralogs thatfall ภายใน Th- สูงสุดเราจะเห็นว่า 15,785 คู่ยีนตัน hassleriana จะถูกเก็บไว้จากTh- paleohexaploidy หรือ ~29% ofthe totaltranscriptome. สำหรับกรัม gynandra, 16,096 คู่ยีนตกอยู่ในหน้าต่าง Th-, หรือประมาณ27% ของทั้งหมดจิตบำบัด. 3.2 ซ้ำการสูญเสียและการเก็บรักษาในครอบครัวที่สำคัญ C4 เราตรวจสอบหกครอบครัวยีนที่มีความจำเป็นในการสังเคราะห์แสง C4 ในรายละเอียด: NAD เอนไซม์มาลิก (NAD-ME) NADP malic เอนไซม์ (NADP-ME) anhydrase คาร์บอ (CA) dehydrogenase malate (MDH ), คาร์บอกซิ phosphoenolpyruvate (PEPC) และphosphoenolpyruvate carboxykinase (PPCK) ใช้ Arabidopsis ยีนเป็นข้อมูลอ้างอิงกลุ่มเดียวกันถูกสร้างขึ้นโดยใช้อี van den Bergh et al, / ชีววิทยาปัจจุบันโรงงานที่ 1 (2014) 02-09 พฤษภาคม0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 คู่ยีนKs T.hassleriana G.gynandra รูป 2. กราฟแสดงปริมาณของคู่ยีนต่อถัง Ks สำหรับ hassleriana ต (สีชมพู) และจี gynandra (สีฟ้า) ยอดเขาที่ Ks รอบ = 0.45 เป็นข้อบ่งชี้ของขนาดใหญ่เหตุการณ์เกิดยีนและถือเป็นหลักฐานของPaleopolyploidy ทั้งสองชนิดมีจุดสูงสุดที่คล้ายกันมากแสดงให้เห็นว่าเรื่องนี้เป็นเหตุการณ์ที่ polyploidy ที่ใช้ร่วมกัน ค่า Ks ของยอดเขาเหล่านี้สอดคล้องกับค่านิยม Ks พบก่อนหน้านี้สำหรับเหตุการณ์ Th- hexaploidy แสดงให้เห็นว่าเหตุการณ์นี้ได้เกิดขึ้นก่อนที่ความแตกต่างของ T. hassleriana กรัมและgynandra (สำหรับความหมายของการอ้างอิงสีในตำนานตัวเลขนี้ผู้อ่านจะเรียกว่าเว็บรุ่นของบทความ.) ตัด CIP / Calp 50/50 146 คู่ที่คล้ายคลึงกันอาจจะอยู่ในคลัสเตอร์ทั่วทั้งสามสายพันธุ์ประกอบด้วย105 ยีนที่ไม่ซ้ำกัน(ตารางที่ 1); 40 thaliana เอ 57 ในต hassleriana และ 49 กรัมใน gynandra. ในกรณีส่วนใหญ่ทั้งสองชนิด Cleomaceae มีประมาณ 1.5 เท่าของจำนวนของยีนของเอthaliana ยกเว้นที่น่าสนใจที่ NADP-ME ครอบครัวที่ตัวเลขเกือบจะ เดียวกันในทุกชนิด ยังทราบก็คือว่าที hassleriana มี 16% มียีนที่เกี่ยวข้องกับ C4 รวมกว่ากรัมgynandra (57 49). ยีนทุกชนิดหนึ่งในคลัสเตอร์ถูกจัดชิดแล้วกับแต่ละอื่น ๆ และค่า Ks ของแต่ละการจับคู่ได้ก่อตั้งขึ้น และต่อมา binned กับ stepsize ของ Ks = 0.15 (รูปที่. 3) ที่ Ks สอดคล้องกับ Th- hexaploidy ทั้ง T. hassleriana กรัมและgynandra แสดงเพิ่มขึ้นความสัมพันธ์ของคู่ยีนกับเงินจำนวนนี้ของการแทนความหมายเหมือนกัน A. thaliana ที่ Ks เก่าของ AT-เหตุการณ์ที่คล้ายกันแสดงให้เห็นว่าถ้าเพิ่มขึ้นลดลงเล็กน้อย ได้อีกต่อไปที่ผ่านมาในตารางที่ 1 C4 สังเคราะห์ขนาดกลุ่ม homolog ใน A.thaliana ต hassleriana andG gynandra. ทั้งสองชนิด Cleomaceae มีประมาณ 1.5 เท่าของจำนวนของยีนของเอ thaliana ยกเว้นครอบครัว NADP-ME และ NAD-ME ที่ตัวเลขที่ต่ำกว่าค่าเฉลี่ยในสายพันธุ์Cleomaceae ส่งผลให้จำนวนเงินที่คล้ายกันของโฮโมลอกในแต่ละสายพันธุ์สำหรับทั้งสองกลุ่มยีน. เอ thaliana ต Hassleriana กรัม gynandra CA 6 10 7 MDH (CYT.) 3 6 6 MDH (mit.) 5 6 6 MDH (ต่อ.) 5 8 6 MDH (พลาส.) 5 6 6 NAD-ME 2 3 3 NADP -Me 4 4 3 PEPC 4 6 8 PPCK 6 6 6 รวม 57 49 40 0 5 10 15 20 25 นับยีนKs เอ thaliana ต Hassleriana กรัม Gynandra At-α Th-แกมมาαเบต้ารูป 3. Histogram แสดงค่า Ks กลุ่มยีน homolog ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์แสง C4: MDH, NAD-ME, NADP-ME, PEPC และแคลิฟอร์เนีย เหตุการณ์ยีนซ้ำซ้อนจะถูกทำเครื่องหมาย attheir ค่า Ks ร่วมและสีตามสิ่งพิมพ์ก่อนหน้านี้ [28]; ตารางที่บ่งชี้ว่ามีการทำสำเนา (tetraploidy) วงกลมบ่งชี้ triplication (hexaploidy). ผลงานของ Th- (วงกลมสีชมพู) และ AT-(สีส้มสแควร์) ในการสังเคราะห์แสงที่เกี่ยวข้องกับจำนวนสำเนายีนสามารถมองเห็นที่ Ks = 0.45 และ Ks = 0.6 ตามลำดับ เหตุการณ์ที่ Ks = 1.8 (ตารางสีฟ้า) ได้มีส่วนร่วมอย่างมากในการขยายตัวของจำนวนสำเนายีนตัน hassleriana ต่อไปในเวลาวิวัฒนาการรอบ Ks = 2.4 หรือไม่ เหตุการณ์(วงกลมสีเขียว) ที่ใช้ร่วมกันโดยทั้งสามสายพันธุ์ที่ได้มีส่วนร่วมอย่างเท่าเทียมกันในการแสดงตนใน polyploid orthologs photosyntenic (สำหรับการตีความของอ้างอิงถึงสีในตำนานตัวเลขนี้ผู้อ่านจะเรียกว่าเว็บรุ่นของบทความ.) 6 ถ้ำอีแวนเบิร์ก et al, / ชีววิทยาปัจจุบันโรงงานที่ 1 (2014) 2-9 0 1 2 3 4 5 ราคาเฉลี่ย จำนวนสำเนาTarenaya hassleriana Aethionema arabicum Arabidopsis thaliana รูป 4. Histog