The Silene latifolia genome and its giant Y chromosome
Carol Moraga
(1, 2, 3)
,
Catarina Branco
(1, 4, 5, 6)
,
Quentin Rougemont
(7)
,
Paris Veltsos
(8)
,
Pavel Jedlička
(9)
,
Aline Muyle
(10)
,
Mélissa Hanique
(11)
,
Eric Tannier
(1)
,
Xiaodong Liu
(12)
,
Eddy Mendoza-Galindo
(10)
,
Claire Lemaitre
(13)
,
Peter D. Fields
(14)
,
Corinne Cruaud
(15)
,
Karine Labadie
(15)
,
Caroline Belser
(15)
,
Jérôme Briolay
(16)
,
Sylvain Santoni
(17)
,
Radim Cegan
(9)
,
Raquel Linheiro
(1, 4, 5)
,
Ricardo C. Rodríguez de la Vega
(7)
,
Gabriele Adam
(11)
,
Adil El Filali
(1)
,
Vinciane Mossion
(18)
,
Adnane Boualem
(11)
,
Raquel Tavares
(4, 5, 6)
,
Amine Chebbi
(19)
,
Richard Cordaux
(20)
,
Cécile Fruchard
(1)
,
Djivan Prentout
(21)
,
Amandine Velt
(22)
,
Bruno Spataro
(1)
,
Stephane Delmotte
(1)
,
Laura Weingartner
(23)
,
Helena Toegelová
(24)
,
Zuzana Tulpová
(24)
,
Petr Cápal
(24)
,
Hana Šimková
(24)
,
Helena Štorchová
(24)
,
Manuela Krüger
(24)
,
Oushadee A. J. Abeyawardana
(24)
,
Douglas R. Taylor
(25)
,
Matthew S. Olson
(26)
,
Daniel B. Sloan
(14)
,
Sophie Karrenberg
(18)
,
Lynda F. Delph
(18)
,
Deborah Charlesworth
(27)
,
Tatiana Giraud
(7)
,
Abdelhafid Bendahmane
(11)
,
Alex Di Genova
(2, 3)
,
Amin Madoui
(15, 28, 29)
,
Roman Hobza
(9)
,
Gabriel Marais
(1, 4, 5, 6)
1
LBBE -
Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive - UMR 5558
2 ICIn - UOH - Instituto de Ciencias de la Ingenieria
3 iBio - Instituto Milenio de Biología Integrativa = Millennium Institute for Integrative Biology
4 CIBIO - Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos [Vairao]
5 FCUP - Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
6 BIOPOLIS - Program in Genomics, Biodiversity and Land Planning
7 ESE - Ecologie Systématique et Evolution
8 VUB - Vrije Universiteit Brussel [Bruxelles]
9 IBP / CAS - Institute of Biophysics of the Czech Academy of Sciences
10 CEFE - Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive
11 IPS2 (UMR_9213 / UMR_1403) - Institut des Sciences des Plantes de Paris-Saclay
12 UCPH - University of Copenhagen = Københavns Universitet
13 IRISA - Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires
14 CSU - Colorado State University [Fort Collins]
15 GENOSCOPE - Genoscope - Centre national de séquençage [Evry]
16 DTAMB - Développement de Techniques et Analyse Moléculaire de la Biodiversité [Lyon]
17 UMR AGAP - Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales
18 EBC - Department of Ecology and Genetics [Uppsala]
19 EFOR Group
20 EGCE - Evolution, génomes, comportement et écologie
21 Columbia University [New York]
22 SVQV - Santé de la vigne et qualité du vin
23 University of Louisville School of Medicine [Louisville]
24 IEB / CAS - Institute of Experimental Botany of the Czech Academy of Sciences
25 University of Virginia
26 TTU - Texas Tech University [Lubbock]
27 Indiana University [Bloomington]
28 JACOB - Institut de Biologie François JACOB
29 Institute of Evolutionary Biology, Ashworth Laboratories
2 ICIn - UOH - Instituto de Ciencias de la Ingenieria
3 iBio - Instituto Milenio de Biología Integrativa = Millennium Institute for Integrative Biology
4 CIBIO - Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos [Vairao]
5 FCUP - Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
6 BIOPOLIS - Program in Genomics, Biodiversity and Land Planning
7 ESE - Ecologie Systématique et Evolution
8 VUB - Vrije Universiteit Brussel [Bruxelles]
9 IBP / CAS - Institute of Biophysics of the Czech Academy of Sciences
10 CEFE - Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive
11 IPS2 (UMR_9213 / UMR_1403) - Institut des Sciences des Plantes de Paris-Saclay
12 UCPH - University of Copenhagen = Københavns Universitet
13 IRISA - Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires
14 CSU - Colorado State University [Fort Collins]
15 GENOSCOPE - Genoscope - Centre national de séquençage [Evry]
16 DTAMB - Développement de Techniques et Analyse Moléculaire de la Biodiversité [Lyon]
17 UMR AGAP - Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales
18 EBC - Department of Ecology and Genetics [Uppsala]
19 EFOR Group
20 EGCE - Evolution, génomes, comportement et écologie
21 Columbia University [New York]
22 SVQV - Santé de la vigne et qualité du vin
23 University of Louisville School of Medicine [Louisville]
24 IEB / CAS - Institute of Experimental Botany of the Czech Academy of Sciences
25 University of Virginia
26 TTU - Texas Tech University [Lubbock]
27 Indiana University [Bloomington]
28 JACOB - Institut de Biologie François JACOB
29 Institute of Evolutionary Biology, Ashworth Laboratories
Carol Moraga
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Quentin Rougemont
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Paris Veltsos
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Pavel Jedlička
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Aline Muyle
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Eric Tannier
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Xiaodong Liu
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Eddy Mendoza-Galindo
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Claire Lemaitre
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Peter D. Fields
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Corinne Cruaud
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Karine Labadie
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Caroline Belser
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Sylvain Santoni
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Radim Cegan
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Ricardo C. Rodríguez de la Vega
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Adil El Filali
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Vinciane Mossion
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Adnane Boualem
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Djivan Prentout
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Bruno Spataro
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Stephane Delmotte
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Laura Weingartner
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Hana Šimková
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Helena Štorchová
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Matthew S. Olson
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Tatiana Giraud
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Abdelhafid Bendahmane
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Alex Di Genova
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Amin Madoui
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Gabriel Marais
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Abstract
Abstract: In some species, the Y is a tiny chromosome but the dioecious plant Silene latifolia has a giant ∼550 Mb Y chromosome, which has remained unsequenced so far. Here we used a hybrid approach to obtain a high-quality male S. latifolia genome. Using mutants for sexual phenotype, we identified candidate sex-determining genes on the Y. Comparative analysis of the sex chromosomes with outgroups showed the Y is surprisingly rearranged and degenerated for a ∼11 MY-old system. Recombination suppression between X and Y extended in a stepwise process, and triggered a massive accumulation of repeats on the Y, as well as in the non-recombining pericentromeric region of the X, leading to giant sex chromosomes.
One-Sentence Summary: This work uncovers the structure, function, and evolution of one of the largest giant Y chromosomes, that of the model plant Silene latifolia , which is almost 10 times larger than the human Y, despite similar genome sizes.