Unleashing meiotic crossovers in crops

Autor: Céline Rond-Coissieux, Myriam Sanchez, Emilie Vieille, Anthony Klein, Christophe Rothan, Raphael Mercier, Christine Le Signor, Jean-Philippe Mauxion, Marion Dalmais, Emmanuel Guiderdoni, Delphine Mieulet, Grégoire Aubert, Gaëtan Droc, Cécile Bres
Přispěvatelé: Diversité, adaptation, développement des plantes (UMR DIADE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Agroécologie [Dijon], Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Biologie du fruit et pathologie (BFP), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1, Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - 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), Institut des Sciences des Plantes de Paris-Saclay (IPS2 (UMR_9213 / UMR_1403)), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Jean-Pierre Bourgin (IJPB), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech, 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 Bourgogne (UB)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, HyperRec grants from INRA Transfert, LabEx Saclay Plant Sciences-SPS : ANR-10-LABX-0040-SPS, Investissements d'Avenir, France Genomique project IRIGIN (International Rice Genome Initiative) : 10-INBS-0009, CGIAR research program on rice (RICE), ANR-11-IDEX-0002,UNITI,Université Fédérale de Toulouse(2011), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-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)-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)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2018
Předmět:
0106 biological sciences
0301 basic medicine
[SDV]Life Sciences [q-bio]
Arabidopsis
Gene Dosage
Plant Science
01 natural sciences
Chromosomal crossover
F30 - Génétique et amélioration des plantes
Solanum lycopersicum
Crossing Over
Genetic
Croisement
riz
Plant Proteins
2. Zero hunger
Genetics
0303 health sciences
education.field_of_study
biology
RecQ Helicases
Hybridation
food and beverages
sécurité alimentaire
Mutation (genetic algorithm)
Microtubule-Associated Proteins
Crops
Agricultural
Population
Oryza
Chromosomes
Plant
03 medical and health sciences
Meiosis
[SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology
E50 - Sociologie rurale
Plant breeding
Variété
education
030304 developmental biology
Hybrid
Oryza sativa
Arabidopsis Proteins
fungi
DNA Helicases
Peas
biology.organism_classification
030104 developmental biology
Mutation
ATPases Associated with Diverse Cellular Activities
Homologous recombination
010606 plant biology & botany
Zdroj: Nature Plants
Nature Plants, Nature Publishing Group, 2018, 4, pp.1010-1016. ⟨10.1038/s41477-018-0311-x⟩
Nature Plants, 2018, 4, pp.1010-1016. ⟨10.1038/s41477-018-0311-x⟩
ISSN: 2055-026X
2055-0278
Popis: UMR BFP - Equipe GFDF; International audience; Improved plant varieties are important in our attempts to face the challenges of a growing human population and limited planet resources. Plant breeding relies on meiotic crossovers to combine favourable alleles into elite varieties1. However, meiotic crossovers are relatively rare, typically one to three per chromosome2, limiting the efficiency of the breeding process and related activities such as genetic mapping. Several genes that limit meiotic recombination were identified in the model species Arabidopsis thaliana2. Mutation of these genes in Arabidopsis induces a large increase in crossover frequency. However, it remained to be demonstrated whether crossovers could also be increased in crop species hybrids. We explored the effects of mutating the orthologues of FANCM3, RECQ44 or FIGL15 on recombination in three distant crop species, rice (Oryza sativa), pea (Pisum sativum) and tomato (Solanum lycopersicum). We found that the single recq4 mutation increases crossovers about three-fold in these crops, suggesting that manipulating RECQ4 may be a universal tool for increasing recombination in plants. Enhanced recombination could be used with other state-of-the-art technologies such as genomic selection, genome editing or speed breeding6 to enhance the pace and efficiency of plant improvement.
Databáze: OpenAIRE
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