Evolutionary transcriptomics reveals the origins of olives and the genomic changes associated with their domestication

Autor: Gautier Sarah, Bouchaib Khadari, Sylvain Santoni, Muriel Gros-Balthazard, Julie Leclercq, Yan Holtz, Daniel Wegmann, Sylvain Glémin, Guillaume Besnard
Přispěvatelé: Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), Evolution et Diversité Biologique (EDB), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Fribourg, Swiss Institute of Bioinformatics [Genève] (SIB), Ecosystèmes, biodiversité, évolution [Rennes] (ECOBIO), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Uppsala University, Conservatoire Botanique National Méditerranéen de Porquerolles, OliveMed N° 1403‐026, Labex AGRO (ANR-10LABX-01-01), Agropolis Fondation, Labex CEBA (ANR‐10LABX‐25‐01), Agence Nationale de la Recherche, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Fribourg = University of Fribourg (UNIFR), Université de Rennes (UR)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-10-LABX-0025,CEBA,CEnter of the study of Biodiversity in Amazonia(2010), ANR-10-LABX-0001,AGRO,Agricultural Sciences for sustainable Development(2010), European Project: 267196,EC:FP7:PEOPLE,FP7-PEOPLE-2010-COFUND,AGREENSKILLS(2012), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
0106 biological sciences
0301 basic medicine
approche transcriptomique
Biodiversité et Ecologie
[SDV]Life Sciences [q-bio]
Plant Science
RNA‐sequencing
01 natural sciences
Mediterranean Basin
F30 - Génétique et amélioration des plantes
Evolutionsbiologi
Transcriptome
Domestication
transcriptomics
F01 - Culture des plantes
Gene Expression Regulation
Plant
Olea europaea
ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Artificial selection
Differential expression analysis
Olea europaea (olive tree)
Perennial crop
Transcriptomics
2. Zero hunger
biology
Mediterranean Region
Domestication des plantes
domestication des espèces
F70 - Taxonomie végétale et phytogéographie
Genomics
[SDV.BV.BOT]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Botanics
expression différentielle
Olea
differential expression analysis
[SDE]Environmental Sciences
Original Article
Genome
Plant
RNA-sequencing
artificial selection
Sélection artificielle
Séquence d'ARN
Life history theory
Biodiversity and Ecology
[SDV.GEN.GPL]Life Sciences [q-bio]/Genetics/Plants genetics
Evolution
Molecular
domestication
03 medical and health sciences
Variation génétique
Species Specificity
[SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry
Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN]
Genetics
Genetik
Selection
Genetic
Gene
perennial crop
Evolutionary Biology
Genetic diversity
Transcription génique
Sequence Analysis
RNA
Genetic Variation
Cell Biology
Original Articles
15. Life on land
biology.organism_classification
Olive trees
030104 developmental biology
Evolutionary biology
[SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology
010606 plant biology & botany
Zdroj: The Plant Journal
Plant Journal
Plant Journal, Wiley, 2019, 100 (1), pp.143-157. ⟨10.1111/tpj.14435⟩
Plant Journal, 2019, 100 (1), pp.143-157. ⟨10.1111/tpj.14435⟩
Plant Journal, . (2019)
ISSN: 0960-7412
1365-313X
DOI: 10.1111/tpj.14435⟩
Popis: Summary The olive (Olea europaea L. subsp. europaea) is one of the oldest and most socio‐economically important cultivated perennial crop in the Mediterranean region. Yet, its origins are still under debate and the genetic bases of the phenotypic changes associated with its domestication are unknown. We generated RNA‐sequencing data for 68 wild and cultivated olive trees to study the genetic diversity and structure both at the transcription and sequence levels. To localize putative genes or expression pathways targeted by artificial selection during domestication, we employed a two‐step approach in which we identified differentially expressed genes and screened the transcriptome for signatures of selection. Our analyses support a major domestication event in the eastern part of the Mediterranean basin followed by dispersion towards the West and subsequent admixture with western wild olives. While we found large changes in gene expression when comparing cultivated and wild olives, we found no major signature of selection on coding variants and weak signals primarily affected transcription factors. Our results indicated that the domestication of olives resulted in only moderate genomic consequences and that the domestication syndrome is mainly related to changes in gene expression, consistent with its evolutionary history and life history traits.
Significance Statement We revisited the evolutionary history of the iconic olive tree by reconstructing a model of domestication and inferring the genomic changes associated with its cultivation. Although more challenging than studying annual crops, further studies of the genomic of the domestication process in perennial should broaden our understanding of the genomic bases and dynamics of adaptation.
Databáze: OpenAIRE
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