Studie entdeckt Pflanze, die sich sexuell fortpflanzt, aber Klone produziert
Die Forschung identifizierte die erste bekannte sexuell fortpflanzende Art, bei der keine genetische Rekombination bei der Bildung von Keimzellen stattfindet.
Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Pflanzenzüchtungsforschung in Deutschland haben die brasilianische Pflanze Rhynchospora tenuis identifiziert, die sich sexuell vermehrt und Samen produziert, bei der sich das genetische Material jedoch nicht in der Nachkommenschaft rekombiniert. Dies ist der erste dokumentierte Fall einer sexuellen Fortpflanzung, bei der auf beiden Geschlechtern jegliche genetische Rekombination fehlt.
Sexuelle Fortpflanzung beinhaltet typischerweise die Meiose, einen Prozess, bei dem DNA-Austausch zwischen Chromosomen stattfindet, um genetische Vielfalt zu erzeugen. Bei dieser Pflanzenart findet jedoch kein DNA-Austausch zwischen den elterlichen Chromosomen während der Meiose statt. Stattdessen sind die Nachkommen genetisch identisch mit der Mutterpflanze, was dem Klonen ähnelt.
Das Forschungsteam kombinierte Genom-Assemblierung, Chromosomenbildgebung und DNA-Sequenzierung einzelner Pollenkerne. Ihre Analyse von über 10.000 Pollenkernen ergab keine Rekombinationsereignisse, und es gab auch keine Hinweise auf Chromosomenaustausch im weiblichen Fortpflanzungsweg.
Die ungewöhnliche Fortpflanzungsstrategie der Pflanze hängt mit ihrer geringen Chromosomenzahl (nur zwei Chromosomen im haploiden Zustand) und ihren holozentrischen Chromosomen zusammen. Darüber hinaus wendet die Pflanze eine "umgekehrte Meiose" an, bei der sich Schwesterchromatiden vor der Trennung homologer Chromosomen trennen. Dieser atypische Mechanismus, gepaart mit starker Selektion während der Samenentwicklung, ermöglicht die Produktion genetisch identischer Nachkommen.