Die hondroos (Rosa canina), die wilde roosplantspesie, het 'n pentaploïede genoom met 35 chromosome. Dit het 'n onewe aantal chromosome, maar dit kan seksueel voortplant danksy 'n unieke vorm van seldeling genaamd "Canina-meiose" waarin slegs twee stelle chromosome gereelde meiotiese deling ondergaan terwyl die res van 21 chromosome asimmetries deur die eiersel behoue bly. Bevrugting van die tetraploïede eier deur die haploïede stuifmeel lei tot pentaploïede nageslag. Die meganisme agter hierdie asimmetriese meiose wat in hondrose gesien is, was onbekend. In 'n onlangse studie het navorsers bevind dat sentromeergroottes 'n beslissende rol speel in die bepaling of 'n chromosoom tweewaardig sal vorm of ongepaar sal bly. Chromosome met kleiner sentromeergroottes vorm pare en verdeel simmetries, terwyl chromosome met groot sentromeergroottes ongepaar bly en deur die eierselle behoue bly. Dit is belangrik vir plantteling, want die maak van geskikte veranderinge in sentromeergroottes sou beteken dat 'n verlangde chromosoom oorerwing sal plaasvind.
Die aantal chromosome in die nageslag moet dieselfde bly as in hul ouers vir die kontinuïteit en integriteit van die geenpoel. Om dit te verseker, ondergaan gonades in die meeste hoër diere en plante simmetriese meiotiese seldeling, wat lei tot die produksie van haploïede gamete wat 'n gelyke aantal chromosome (n) bevat, sodat die oorspronklike diploïede getal (2n) in die sigoot herstel word na bevrugting van die eiersel deur die manlike gameet. Byvoorbeeld, mense het 23 pare (2n=46) chromosome. Meiosedeling in gonades produseer simmetries haploïede eierselle en sperms met (n=23), sodat die oorspronklike diploïede getal (2n=46) in die sigoot herstel word na bevrugting. Dit is die geval met die meeste seksueel voortplantende spesies plante en diere. Hulle het 'n ewe aantal chromosome. Geslagtelike voortplanting in die dogroseplant is egter uniek.
Die hondroos (Rosa canina), die algemene klimplantspesie met wilde roos, het 'n pentaploïede genoom, naamlik vyf stelle chromosome, elke stel het 7 chromosome. Die plant het 'n onewe aantal chromosome van altesaam 35, maar dit kan seksueel voortplant danksy 'n asimmetriese vorm van meiotiese seldeling genaamd "Canina meiose" waarin slegs twee stelle (=14) chromosome bivalente vorm en gereelde meiotiese deling ondergaan, terwyl die res van die chromosome (=21) deur die eiersel behoue bly.
In Canina meiose bly sommige chromosome ongepaar (univalente), terwyl sommige pare vorm (bivalente). Die ongepaarde chromosome word in spermatogenese uitgeskakel, wat lei tot 'n haploïede stuifmeelkorrel met slegs die bivalent-afgeleide chromosome. In oogenese, aan die ander kant, ontvang die eiersel een stel bivalent-afgeleide chromosome en al 21 ongepaarde chromosome wat die eiersel tetraploïed maak. Bevrugting van die tetraploïede eiersel deur die haploïede stuifmeel (met die bivalent-afgeleide chromosome) herstel die pentaploïede (5n) genoom in die nageslag. Dus word die dogrose-nageslag hoofsaaklik gekloon en gedeeltelik seksueel gereproduseer. Hierdie unieke vorm van voortplanting is al 'n eeu bekend, maar die meganisme daarvan was onbekend.
In 'n onlangse studie het navorsers ondersoek ingestel na hoe geteikende vervoer van die ongepaarde chromosome na die eierselle tydens oogenese in dogrose plaasvind. Hulle het die betrokkenheid van sentromeergroottes van die chromosome gevind. Groter sentromere is hoofsaaklik in ongepaarde chromosome gevind, terwyl bivalent-vormende sentromere verryk is met retrotransposons. Bewyse dui daarop dat die sentromeergrootte van 'n chromosoom bepaal of die chromosoom bivalent sal vorm of ongepaar sal bly om in die eiersel behoue te bly tydens asimmetriese oogenese. Chromosome met klein sentromeergroottes vorm bivalente en ondergaan simmetriese deling, terwyl dié met groot sentromeergroottes ongepaar bly en asimmetries in die eiersel behoue bly. Dit is betekenisvol vir plantteling, want die maak van geskikte veranderinge in sentromeergroottes sou beteken dat 'n verlangde chromosoom oorerwing sal plaasvind.
***
Verwysings:
- Lunerová J., et al 2020. Asimmetriese canina meiose gaan gepaard met die uitbreiding van 'n perisentromeriese satelliet in nie-rekombinerende univalente chromosome in die genus Rosa. Annale van Plantkunde, Volume 125, Uitgawe 7, 4 Junie 2020, Bladsye 1025–1038, Gepubliseer: 25 Februarie 2020. DOI: https://doi.org/10.1093/aob/mcaa028
- Herklotz, V., Zhang, M., Nascimento, T. et al. Bimodale sentromere in pentaploïede dogrose werp lig op hul unieke meiose. Nature (2025). Gepubliseer 18 Junie 2025. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09171-z
- Max-Planck-Gesellschaft. DRAG OM TE OORLEEF: Die skynbaar onmoontlike voortplanting van dogrose hang af van 'n sentromeer-truuk. Geplaas op 18 Junie 2025. Beskikbaar by https://www.mpipz.mpg.de/pr-marques-2025-06-en
***
