Teosinte Pollen Drive通过RNA干扰引导玉米多样化和驯化

自私遗传元件有助于杂交不相容性，并偏倚或“驱动”其自身的传递。染色体驱动通常在不对称的雌性减数分裂中起作用，而基因驱动通常是减数分裂后发生，且常见于雄性。本研究利用单分子和单花粉基因组测序，描述了Teosinte Pollen Drive，这是一种在玉米（Zea mays ssp. mays）与墨西哥类蜀黍（Z. mays ssp. mexicana）杂交种中依赖于RNA干扰（RNAi）的基因驱动实例。来自墨西哥类蜀黍一个非编码RNA发夹的22-核苷酸小RNA依赖于Dicer-like 2（Dcl2），并靶向Teosinte Drive Responder 1（Tdr1），该基因编码花粉活力所必需的脂肪酶。Dcl2、Tdr1和该发夹在5号染色体上紧密伪连锁，但仅当通过雄性传递时如此。墨西哥类蜀黍基因渗入早期栽培玉米被认为对其在整个美洲的地理扩散至关重要，而墨西哥类蜀黍中一个紧密连锁的倒位跨越了现代玉米中的一个主要驯化清除区。对玉米传统品种和墨西哥类蜀黍同域种群的调查揭示了至少四条染色体上RNAi所需的不连锁基因之间的相关混合模式，这些基因在合成杂交种的花粉中也受到基因驱动。Teosinte Pollen Drive可能在玉米驯化和多样化中起到了重要作用，并为植物和动物生殖系中广泛存在的“自身”小RNA的丰度提供了解释。