Meiose e Melhoramento de Plantas - Estratégias e Tecnologias

A meiose é uma divisão celular especializada que contribui para reduzir pela metade o conteúdo do genoma e reorganizar as combinações alélicas entre gerações em eucariotos que se reproduzem sexualmente Durante a meiose um grande número de quebras de fita dupla de DNA DSBs programadas são formadas em todo o genoma O reparo de DSBs meióticos facilita o emparelhamento de homólogos e forma crossovers que são a troca recíproca de informações genéticas entre cromossomos A recombinação meiótica também influencia a organização do centrômero e é essencial para a segregação cromossômica adequada Assim a recombinação meiótica impulsiona a evolução do genoma e é uma ferramenta poderosa para os criadores criarem novas variedades importantes para a segurança alimentar Modificar a recombinação meiótica tem o potencial de acelerar o melhoramento de plantas mas também pode ter efeitos prejudiciais no desempenho da planta quebrando as ligações genéticas benéficas Portanto é essencial obter uma melhor compreensão desses processos para desenvolver novas estratégias para facilitar o melhoramento de plantas O progresso recente em tecnologias de recombinação direcionada engenharia cromossômica e um conhecimento crescente no controle da segregação meiótica dos cromossomos aumentaram significativamente nossa capacidade de manipular a meiose Nesta revisão resumimos as últimas descobertas e tecnologias sobre meiose em plantas Também destacamos tentativas recentes e direções futuras para manipular eventos de crossover e controlar o processo de divisão meiótica em uma perspectiva de reprodução Editado por Instituto Leibniz de Genética Vegetal e Fronteiras na ciência das plantas Crop Plant Research IPK Alemanha Chang Liu Correspondência Christophe Lambing Recebido 12 de maio de 2021 Aceito 17 de junho de 2021 Publicado 19 de julho de 2021 Universidade de Hohenheim Alemanha Kuo P Da Ines O e Lambing C 2021 Rewiring Meiosis for Crop Improvement Frente Planta Sci 12708948 Fronteiras na Ciência Vegetal wwwfrontiersinorg Revisados pela Palavraschave meiose recombinação meiótica centrômero telômero planta cromatina epigenética ploidia Rafael Mercier 1Department of Plant Sciences University of Cambridge Cambridge Reino Unido 2Institut Génétique Reproduction et Instituto Max Planck para Plantas Seção de especialidades Pesquisa de reprodução Alemanha REVEJA Desenvolvimento iGReD Universidade de Clermont Auvergne UMR 6293 CNRS U1103 INSERM ClermontFerrand França Este artigo foi submetido a Plant Cell Biology uma seção da revista publicado 19 de julho de 2021 dois 103389fpls2021708948 Stefan Heckmann Citação 1 Alabote Kuo1 cal66camacuk Julho 2021 Volume 12 Artigo 708948 Olivier Da Ines2 e Christophe Lambing1 Recombinação meiótica CROMATIN E RECOMBINAÇÃO NA MEIOSE A meiose é uma divisão celular especializada que ocorre em organismos que se reproduzem sexualmente durante a qual uma célula sofre duas rodadas de segregação cromossômica para formar quatro células filhas de ploidia reduzida à metade Cada célula filha contém um conjunto de cromossomos com conteúdos genéticos variados em relação aos demais devido a trocas genéticas e distribuição aleatória de cromossomos homólogos e cromátides irmãs A primeira segregação meiótica enfrenta uma situação única em que os cromossomos sofrem eventos de recombinação levando a trocas recíprocas entre homólogos também chamados de crossovers COs Mercier et al 2015 Os COs são importantes para criar uma nova diversidade genética e esse processo natural é utilizado durante as estratégias de melhoramento para quebrar a ligação entre os genes facilitando a remoção de elementos genéticos desfavoráveis ou melhorando o mapeamento de locus de características quantitativas Mercier et al 2015 Religando a Meiose para a Cultura Melhoria dois 103389fpls2021708948 Machine Translated by Google Religação da Meiose para Melhoria de Culturas Fronteiras na Ciência Vegetal wwwfrontiersinorg Kuo et ai Lambing et al 2020b Estudos de proteínas SPO11 entre espécies vegetais revelam que o número de ortólogos varia muito Sprink e Hartung 2014 Da Ines et al 2020 Em Arabidopsis thaliana três parálogos de SPO11 são identificados mas apenas SPO111 e SPO112 estão envolvidos na formação meiótica de DSB Hartung et al 2007 Após a formação de DSB as extremidades DSB são ressecadas pelo complexo MRNCOM1 para formar 3 overhang DNA de fita simples ssDNA no qual RPA RAD51 e DMC1 são recrutados para formar filamentos de nucleoproteínas Mercier et al 2015 Invasões de múltiplas fitas dos filamentos cromossômicos favorecem o alinhamento cromossômico homólogo e são críticas para o pareamento cromossômico na maioria das espécies Cloud et al 2012 Hong et al 2013 O emparelhamento bemsucedido leva à instalação de uma estrutura tripartida chamada complexo sinaptonêmico SC que consiste em um filamento transversal formado com ZYP1 e conectando os dois eixos homólogos Mercier et al 2015 O SC inicia em locais de recombinação Zhang et al 2014a Lambing et al 2015 e várias linhas de evidência sugerem que os componentes do SC regulam a formação de CO Higgins et al 2005 Barakate et al 2014 Chen et al 2015 VoelkelMeiman et al 2015 CapillaPerez et al 2021 France et al 2021 O reparo meiótico do DSB resulta em um CO ou não CO com possibilidade de conversão gênica em ambos os casos Berchowitz e Copenhaver 2010 As conversões gênicas são trocas unidirecionais curtas algumas centenas de pares de bases de informações genéticas entre cromossomos Eventos de conversão gênica são raros e o controle sobre a conversão gênica não é bem compreendido A frequência de conversão gênica por meiose em um determinado locus é estimada entre 104 e 106 Sun et al 2012 Drouaud et al 2013 Wijnker et al 2013 A frequência de conversão gênica está associada ao MSH4 uma proteína necessária para a formação de CO Drouaud et al 2013 e pode ser detectada nas regiões de heterocromatina onde os COs são reprimidos Shi et al 2010 Julho 2021 Volume 12 Artigo 708948 Como o destino de um DSB é determinado ainda não é totalmente compreendido mas acreditase que as vias pró e antiCO influenciam o resultado do reparo em locais DSB Mercier et al 2015 Por exemplo um conjunto de proteínas chamado coletivamente de ZMM SHOC1 PTD HEI10 ZIP4 MER3 MSH4 e MSH5 em Arabidopsis estabiliza as moléculas da articulação interhomóloga e promove a formação de CO Mercier et al 2015 Em contraste proteínas antiCO como FANCM BLMRECQ4 TOP3ÿ FIGL1 desengatam moléculas conjuntas por meio de atividades de helicase ou topoisomerase e reprimem a formação de CO Crismani et al 2012 Mercier et al 2015 O arroz tem cinco parálogos de SPO11 e apenas SPO111 e SPO112 têm um papel confirmado na meiose enquanto a perda de spo114 não tem defeitos meióticos Yu et al 2010 Fayos et al 2020 O alto número de parálogos de SPO11 em plantas torna a engenharia genética para controlar a recombinação meiótica mais desafiadora 2 No entanto os ortólogos de SPO11 são suficientemente conservados entre as espécies de plantas para complementar as mutações de perda de função umas das outras Por exemplo a expressão de pão de trigo SPO112 restaura a fertilidade em Arabidopsis spo112 Benyahya et al 2020 SeguelaArnaud et al 2015 Durante o reparo meiótico do DSB as extremidades do ssDNA se alongam via síntese de DNA usando o cromossomo homólogo como modelo Se a heterozigosidade é compartilhada entre o molde homólogo e a extremidade do ssDNA o desengajamento deste ssDNA e o reparo por uma via antiCO podem levar a um nãoCO associado a uma conversão gênica Berchowitz e Copenhaver 2010 Estudos recentes em leveduras em brotamento indicam que trocas complexas de parceiros podem ser comuns durante a meiose criando cromátides com padrões alélicos em mosaico Mcmahill et al 2007 MarsolierKergoat et al 2018 Da Ines et al 2020 enquanto expressão de pão de trigo SPO11 15D restaura a fertilidade em arroz e Arabidopsis spo111 Cada cromossomo bivalente deve formar pelo menos um CO denominado CO obrigatório para formar a ligação física entre os cromossomos o que é essencial para garantir a segregação cromossômica adequada na meiose Na maioria das espécies a formação de CO é limitada a 13 por par de cromossomos Jones e Franklin 2006 Mercier et al 2015 Vários fatores foram relatados para contribuir Estudos citológicos utilizando marcadores de dano ao DNA como ÿ H2AX e RAD51 revelaram a formação de um grande número de DSBs no início da meiose Estimase que entre 150 e 200 DSBs meióticos são formados em Arabidopsis e entre 200 e 2000 em culturas com genoma maior Ferdous et al 2012 Higgins et al 2012 Sidhu et al 2015 Gardiner et al 2019 Benyahya et al 2020 Os DSBs são formados na cromatina que é organizada em arranjos de alças ancoradas a uma estrutura linear proteica chamada eixo cromossômico Zickler e Kleckner 1999 Kleckner 2006 Nas plantas os componentes do eixo cromossômico incluem a coesina meiótica REC8 Chelysheva et al 2005 Golubovskaya et al 2006 proteínas contendo domínio HORMA ASY1PAIR2 Armstrong et al 2002 Da Inês et al 2020 Proteínas adicionais são necessárias para a formação de DSB e parecem conservadas entre as plantas Jing et al 2019 Por exemplo Arabidopsis PRD1 De Muyt et al 2007 PRD2 e PRD3 De Muyt et al 2009 e DFO Zhang et al 2012 são essenciais para as formações de DSB meiótico Da mesma forma arroz prd1 Shi et al 2021 mtopVIb Nonomura et al 2006 e proteínas coiledcoil ASY3PAIR3 DSY2 Wang et al 2011 Ferdous et al 2012 Lee et al 2015 e ASY4 Chambon et al 2018 Osman et al 2018 Fu et al 2016 Xue et al 2016 e prd3pair1 Nonomura et al 2004 e o milho mtopVIb Jing et al 2020 são defeituosos na formação de DSB levedura de brotamento destacando as importantes funções reguladoras do eixo na iniciação da recombinação Wang et al 2019b A recombinação meiótica inicia com a formação de quebras de fita dupla de DNA programadas DSBs induzidas por um complexo tipo topoisomerase relacionado à topoisomerase de DNA TopoVI arqueal Topo VI Topo VI é um complexo enzimático heterotetramérico compreendendo duas subunidades A e duas B e catalisando quebras de fitas de DNA Bergerat et al 1997 Na meiose SPO11 e MTOPVIB formam um complexo com atividade semelhante à topoisomerase para criar um DSB no qual SPO11 permanece covalentemente ligado à extremidade DSB por meio de uma ligação fosfotirosil Robert et al 2016 Vrielynck et al 2016 SPO11 forma DSBs meióticos como um homodímero em animais e fungos e como um heterodímero SPO111 SPO112 em plantas Mercier et al 2015 As proteínas do eixo ASY3DSY2Red1 são essenciais para a formação de DSB Panizza et al 2011 Ferdous et al 2012 Lee et al 2015 e o comprimento do eixo cromossômico varia com o número de marcadores DSB em um por base nuclear em Arabidopsis e Machine Translated by Google Pontos de cromatina e DSB Influência da Heterocromatina e Centrômeros na Meiose Fronteiras na Ciência Vegetal wwwfrontiersinorg Kuo et ai Religação da Meiose para Melhoria de Culturas Os DSBs são correspondentemente esgotados em regiões heterocromáticas que são enriquecidas em transposons conteúdo de GC e metilação de DNA Choi et al 2018 Consistente com a levedura em brotamento ChIP seq da proteína do eixo Arabidopsis revelou que REC8 e DSBs ocupam locais distintos REC8 também mostra uma polarização preferencial em direção ao final dos genes que é influenciada pela atividade transcricional Lambing et al 2020b A comparação dos perfis do eixo de Arabidopsis e DSB em todo o genoma não revelou correlação entre o enriquecimento de SPO111oligos e REC8 ou ASY1 sobre genes indicando que embora o eixo cromossômico seja importante para a formação de DSB a quantidade de proteína do eixo não especifica a frequência de DSBs localmente Lambing et al 2020ab Fatores adicionais provavelmente influenciam a frequência local de formação de DSB SeguelaArnaud et al 2015 A homeostase do CO é um fenômeno que amortece as mudanças no número de DSB para a manutenção dos COs totais Nesse contexto uma elevação ou diminuição nos DSBs não afeta o número de CO Enquanto a homeostase do CO é observada em leveduras em brotamento Martini et al 2006 pode ser diferente em plantas Sidhu et al 2015 Xue et al 2018 Em contraste a interferência de CO é um fenômeno que resulta na distribuição não aleatória de COs em que a formação de um CO inibe a formação de COs adicionais em regiões adjacentes evitando assim o agrupamento de COs Wang et al 2015 Embora os fatores envolvidos neste fenômeno não sejam claros tem sido sugerido que uma combinação de estresses físicos gerados pela expansão e contração da cromatina comprimindo o eixo cromossômico durante a prófase I combinados com a difusão de proteínas ao longo do eixo contribuem para o estabelecimento de um sinal interferente Wang et al 2015 Zhang et al 2018 Julho 2021 Volume 12 Artigo 708948 3 Embora os COs sejam suprimidos sobre a heterocromatina um número substancial de DSBs foi detectado nas regiões heterocromáticas pericentroméricas inclusive em transposons em Arabidopsis Choi et al 2018 Underwood et al 2018 e milho He et al 2017 O genoma do milho é de 85 de transposons e a análise comparativa mostra que os DSBs são distribuídos ao longo de todos os cromossomos sem polarização específica enquanto os COs são desviados para o final dos cromossomos He et al 2017 Poucos COs foram relatados nas regiões de botões heterocromáticos no milho mas em frequência muito menor do que sua frequência DSB Stack et al 2017 Assim uma possibilidade interessante é que a recombinação pode não ser totalmente suprimida na heterocromatina e centrômeros mas sim canalizada para favorecer resultados nãoCO como o reparo entre irmãos De acordo com este modelo componentes do eixo cromossômico foram implicados na interferência de CO em leveduras em brotamento Zhang et al 2014b Caenorhabditis elegans Libuda et al 2013 Zhang et al 2018 e Arabidopsis Lambing et al 2020a CapillaPerez et al 2021 France et al 2021 No entanto o eixo cromossômico em si pode não ser suficiente para impor a interferência de CO uma vez que o eixo é formado em linhagens mutantes asy1 e zyp1 nas quais a interferência é perdida Lambing et al 2020a CapillaPerez et al 2021 França et al 2021 De fato as conversões gênicas foram detectadas em regiões centroméricas de milho Shi et al 2010 A supressão de CO sobre a heterocromatina centromérica é amplamente conservada Ellermeier et al 2010 Li et al 2015 DSBs não são formados aleatoriamente no genoma Em vez disso eles são enriquecidos em regiões depletadas de nucleossomos Pan et al 2011 Phillips et al 2015 Os mecanismos moleculares que permitem essa supressão não são claros mas parecem instrumentais uma vez que os COs centroméricos têm sido associados a taxas aumentadas de segregação incorreta e aneuploidia em várias espécies Fernandes et al 2019 Por outro lado entender a supressão de CO nos centrômeros ou próximo a eles é de particular importância para o melhoramento uma vez que a falta de CO meiótico nas regiões pericentroméricas é um grande gargalo no desenvolvimento varietal de plantas cultivadas Lam e Keeney 2015 Choi et al 2018 Parece que regiões com alta ocupação de nucleossomos impedem a acessibilidade de SPO11 e assim restringem a formação de DSB A formação de DSB também ocorre no contexto de laços de cromatina ancorados a um eixo cromossômico Contraintuitivamente certos componentes da maquinaria DSB são encontrados associados ao eixo cromossômico enquanto os DSBs estão localizados nas alças da cromatina longe dos locais axiais na levedura em brotamento Panizza et al 2011 Os centrômeros são os locais de montagem do cinetócoro que permitem a fixação das fibras dos microtúbulos e portanto a segregação fiel dos cromossomos durante a divisão mitótica e meiótica A estrutura e organização dos centrômeros variam consideravelmente entre as espécies com centrômeros ocupando uma sequência curta uma região ou mesmo todo o cromossomo Steiner e Henikoff 2015 Talbert e Henikoff 2020 Centrômeros pontuais são típicos em leveduras em brotamento Prosee et al 2020 enquanto C elegans e algumas plantas apresentam cromossomos holocêntricos onde todo o cromossomo atua como centrômero Melters et al 2012 Cromossomos holocêntricos impõem um problema específico à meiose e como a meiose é remodelada em plantas holocêntricas está sendo Stanzione et al 2016 Para reconciliar as duas observações foi proposto que os laços de cromatina são amarrados ao eixo antes da formação do DSB Em apoio a este modelo Spp1 uma proteína de domínio de dedo PHD interage com modificações de H3K4me3 localizadas na alça da cromatina e com a proteína Mer2 um componente da maquinaria DSB localizada no eixo em leveduras em brotamento Acquaviva et al 2013 Sommermeyer et al 2013 Esta observação indica uma interação complexa entre a organização do loop de cromatina marcas epigenéticas e recombinação Curiosamente os hotspots DSB são enriquecidos na extremidade 5 dos genes e os componentes do eixo são enriquecidos na extremidade 3 final dos genes e são influenciados pela atividade transcricional em leveduras em brotamento Pan et al 2011 Lam e Keeney 2015 Medhi et al 2016 Os mapas DSB de Arabidopsis mostram enriquecimento de DSBs nas extremidades 5 e 3 dos genes em regiões de baixa ocupação de nucleossomos e com marcadores de cromatina aberta por exemplo H3K4me3 a esses fenômenos homeostase do CO Henderson e Keeney 2004 interferência do CO Kleckner et al 2004 quantidade limitada de fatores próCO Ziolkowski et al 2017 e a presença de fatores antiCO Crismani et al 2012 Girard et al 2015 Machine Translated by Google RECOMBINAÇÃO Aumentando o genoma da recombinação meiótica ENGENHARIA MEIÓTICA Modulação da paisagem de recombinação Kuo et ai Religação da Meiose para Melhoria de Culturas Fronteiras na Ciência Vegetal wwwfrontiersinorg A maioria das plantas e mamíferos no entanto exibe centrômeros regionais Vários fatores antiCO que afetam os COs classe II foram identificados com redundância não funcional Mercier et al 2015 ZEP1 como fatores adicionais que limitam a formação de CO classe I sugerindo que outras estratégias podem ser possíveis para aumentar a taxa de CO classe I Wang et al 2010 2015 CapillaPerez et al 2021 France et al 2021 Nageswaran et al al 2021 No entanto a recombinação de heterocromatina não foi substancialmente aumentada nessas linhagens e essa estratégia pode ter um efeito mais limitado em genomas de culturas com grande composição de heterocromatina Serra et al 2018 Wang e Copenhaver 2018 Por exemplo mutações em fancm Nas plantas os centrômeros regionais são amplamente compostos por repetições de satélite centroméricos e arranjos de retrotransposons centroméricos que podem ter várias megabases de comprimento Lamb et al 2007 Como os centrômeros funcionam durante a meiose em plantas ainda é pouco compreendido mas vários estudos descreveram o papel essencial das associações de centrômeros iniciais no reconhecimento de cromossomos homólogos emparelhamento e sinapse subsequente durante a meiose revisado em Da Ines e White 2015 Sepsi e Schwarzacher 2020 Notavelmente as associações iniciais de centrômeros parecem não ser diretamente mediadas pela formação e recombinação de DSB mas sim pela homologia local da cromatina embora a estabilização do pareamento do centrômero pareça ser parcialmente dependente da iniciação da recombinação Da Ines et al 2012 Da Ines e White 2015 Sepsi e Schwarzacher 2020 A associação de centrômeros requer centrômeros ativos e a presença de variantes funcionais de CENH3 Zhang et al 2013 Assim apesar da alta homologia de sequências de DNA as interações iniciais dos centrômeros são impulsionadas pela estrutura específica da cromatina e pelas proteínas centroméricas Em particular as associações iniciais dos centrômeros são fortemente dependentes do enriquecimento da coesina REC8 bem como da organização das repetições de DNA nos centrômeros No trigo trabalhos recentes revelaram que a organização dos satélites do centrômero divergiu nos diferentes subgenomas do trigo e esses rearranjos dos nucleossomos CENH3 provavelmente influenciam a interação do centrômero e o emparelhamento de cromossomos homólogos Su et al 2019 É possível que a associação precoce do centrômero possa impedir o acesso da maquinaria de recombinação e portanto possa desempenhar um papel fundamental na supressão de CO nos centrômeros Isso é apoiado pela recente demonstração de que o enriquecimento de REC8 está fortemente correlacionado com a supressão de DSBs meióticos e cruzamentos em Arabidopsis Lambing et al 2020b Dado que a proteína REC8 coesina é altamente enriquecida em sítios centroméricos desde o início da meiose I até a meiose II e que o acoplamento e o pareamento do centrômero também requerem a presença de REC8 Cai et al 2003 Zhang et al 2013 é concebível que as primeiras associações dos centrômeros estão intrinsecamente ligadas à supressão da recombinação nos centrômeros Julho 2021 Volume 12 Artigo 708948 Ma et al 2007 Fernandes et al 2019 No entanto um centrômero geralmente não é definido por uma sequência específica de DNA mas sim pela presença da variante específica de histona H3 CenH3 CENPA de mamífero que atua como uma marca epigenética particular que estabelece centrômeros funcionais CenH3 está presente em todos os centrômeros funcionais independentemente de sua sequência de DNA e essa especificação epigenética da identidade do centrômero é amplamente conservada em eucariotos Steiner e Henikoff 2015 helicase e recq4 helicase ou complexo recq4 e figl1flip AAAATPase causam uma elevação de 10 vezes na taxa de CO em vários intervalos genéticos em Arabidopsis consanguíneos Fernandes et al 2018 4 Fernandes et al 2019 Talbert e Henikoff 2020 em parte por uma quantidade limitada de fatores próCO pela atividade repressiva dos fatores antiCO e pela ação da interferência do CO Essa estratégia foi transferida com sucesso para as lavouras com recq4 A recombinação meiótica não é uniformemente distribuída ao longo dos genomas das plantas o que restringe o potencial de melhoria das culturas durante o melhoramento Em milho e cevada cerca de 20 de todos os genes estão localizados em heterocromatina onde residem regiões de pontos frios de recombinação Taagen et al 2020 e uma remodelação da paisagem de recombinação em direção a essas regiões pode facilitar a introdução da diversidade genética Existe uma correlação negativa impressionante entre a taxa de CO o conteúdo de transposon e a metilação do DNA em plantas Lambing et al 2017 Em metilação de DNA nãoCG e linhagens mutantes H3K9me2 Arabidopsis mutante mostrando um aumento significativo na frequência de cruzamento em arroz tomate e ervilha Mieulet et al 2018 De Maagd et al 2020 Surpreendentemente os COs extras formados em mutantes de CO anti classe II estão presentes em regiões com baixo grau de polimorfismo Fernandes et al 2018 Blackwell et al 2020 Em particular fancm A maioria dos COs é formada pela via ZMM Entre os atores desta via a E3 ligase HEI10 é dosedependente para recombinação com um aumento na expressão de HEI10 sendo suficiente para aumentar o comprimento total do mapa genético em 2 vezes em Arabidopsis híbrida mas com efeito limitado sobre a taxa de CO sobre o regiões heterocromáticas Ziolkowski et al 2017 O fenótipo de recombinação parece ser sensível ao contexto híbrido pois pode ser detectado em brássicas ervilhas e arroz mas não em linhagens híbridas de Arabidopsis tomate e trigo Postulouse que um alto grau de polimorfismo nas linhagens híbridas poderia interferir na formação de CO dependente de fancm Blary et al 2018 Mieulet et al 2018 De Maagd et al 2020 Raz et al 2020 A superexpressão de HEI10 em Arabidopsis também diminui a interferência de CO embora não esteja claro como HEI10 afeta esse processo Serra et al 2018 A regulação da dosagem de HEI10 é um caminho promissor para aumentar o número de CO nas culturas estabilizando os eventos de recombinação que amadurecem em COs classe I e reduzindo a força da interferência de CO Na maioria das plantas apenas alguns COs são formados em cada cromossomo por meiose e esse fenômeno limita o potencial de criar uma nova diversidade genética Mercier et al 2015 Isso é causado Estudos recentes identificaram a proteína fosfatase X1 e ZYP1 extensivamente investigado Marques e PedrosaHarand 2016 O efeito da combinação do superexpressor de HEI10 com a repressão de recq4 foi testado e o estudo mostrou um efeito cumulativo na frequência de CO em linhagens transgênicas híbridas de Arabidopsis Machine Translated by Google A recombinação de direcionamento é potencialmente uma estratégia preferida em comparação com uma mudança em todo o genoma na frequência de CO porque permite o posicionamento preciso de eventos de recombinação no genoma Isso pode ser alcançado direcionando proteínas de recombinação para um locus específico ou para alterar localmente o epigenoma Estratégias alternativas podem superar essas limitações Por exemplo o silenciamento transitório de genes epigenéticos em tecidos reprodutivos usando o silenciamento de genes induzido por vírus VIGS pode ter um efeito na paisagem de recombinação preservando o desenvolvimento da planta a paisagem de recombinação é alterada com o aumento de COs nas regiões centrômeroproximais Embora os DSBs também estejam aumentados um déficit significativo no rendimento de DSB permanece visível na heterocromatina na linha mutante deficiente em H3K9me2 e isso pode ser um importante fator limitante para a formação de CO na heterocromatina de Arabidopsis Underwood et al 2018 A tradução direta dessas descobertas para culturas economicamente importantes é um desafio Mutantes epigenéticos em plantas com genomas maiores mostram alterações no desenvolvimento vegetativo e defeitos de fertilidade Li et al 2014 Tan et al 2016 Corem et al 2018 5 Fatores específicos da meiótica intimamente associados às moléculas de recombinação são provavelmente alvos mais promissores para o controle da paisagem de CO Por exemplo componentes do eixo cromossômico estão envolvidos na decisão entre recombinação interirmã e interhomóloga e Arabidopsis ASY1 e ASY3 promovem a formação de CO Lambing et al 2020a O sequenciamento de Arabidopsis ASY1 ChIP revelou que ASY1 é enriquecido sobre as regiões centrômeroproximais e uma redução gradual de ASY1 está associada a uma remodelação dos COs do centrômeroproximal para as regiões distais Lambing et al 2020a Especulase que as regiões distais são regiões propensas ao cruzamento devido ao emparelhamento homólogo precoce dos telômeros enquanto as regiões proximais são propensas ao cruzamento devido ao enriquecimento de ASY1 Armstrong et al 2001 DSBs são geralmente enriquecidos em promotores íntrons e terminadores de genes Choi et al 2018 e são esgotados em regiões exônicas que são enriquecidas em nucleossomo e coesina REC8 do eixo Figura 2B Choi et al 2018 Lambing et al 2020b Estudos de microscopia eletrônica mostram que o eixo cromossômico forma uma estrutura eletrodensa Kleckner 2006 e a estrutura compacta do eixo pode impedir inerentemente a formação de DSB mesmo que SPO11 seja direcionado para essa região Portanto uma análise fina da paisagem da cromatina parece importante para o projeto de recombinação direcionada para maximizar a eficiência da formação de DSB Lambing et al 2020a Figura 1C Os pontos frios de CO geralmente têm baixa frequência de DSB e são enriquecidos em densidade de nucleossomos metilação de DNA e marcas de silenciamento epigenético Yelina et al 2015 Choi et al 2018 Underwood et al 2018 A perda de metilação do DNA está associada a um ganho de DSBs em Arabidopsis Choi et al 2018 Underwood et al 2018 e representa uma estratégia interessante para recombinação direcionada Em Arabidopsis o DNA é ativamente desmetilado por ROS1 e enzimas glicosilase relacionadas através de um processo de excisãoreparo de base Gong et al 2002 Penterman et al 2007 Zhu et al 2007 Zhang e Zhu 2012 Existe uma via alternativa dependente da translocação Tenonze metilcitosina dioxigenase 1 TET1 em humanos que remove bioquimicamente a metilação do DNA TET1 catalisa a oxidação de 5metilcitosina 5mC em 5hidroximetilcitosina que é o passo inicial para a desmetilação do DNA Wu e Zhang 2017 Fusão de TET1 humano a um dedo zing artificial ou a CRISPR A paisagem de CO nos cereais é distinta da Arabidopsis e os COs são formados exclusivamente nas extremidades distais dos cromossomos Figura 1 Phillips et al 2015 Osman et al 2021 Além disso a formação espaço temporal do eixo cromossômico que é observada a partir da imunocoloração de ASY1 a deposição de ZYP1 que marca a sinapse entre cromossomos homólogos e a formação de DSBs diferem significativamente entre cereais e Arabidopsis Figuras 1AC Por exemplo a formação de eixos sinapses e DSB são iniciadas nas regiões distais antes de serem detectadas nas regiões intersticiais e centrômeroproximais em cevada e trigo Higgins et al 2012 Lambing et al 2017 Desjardins et al 2020 Osman et al 2021 Em contraste nenhuma polarização da formação do eixo ou formação de DSB é detectada em Arabidopsis Lambing et al 2017 Figura 1A É concebível que os COs sejam exclusivamente distais em cereais porque as regiões distais experimentam primeiro a formação de DSBs e a atividade próCO de ASY1 Figuras 1BC Neste contexto é importante remodelar ASY1 nos cromossomos para conseguir uma remodelação da paisagem de CO em cereais De fato isso pode ser alcançado aumentando a temperatura na cevada Higgins et al 2012 dCas9 desmetila efetivamente o DNA em loci alvo em Arabidopsis Figura 2A GallegoBartolome et al 2018 Este método poderia em teoria ser usado em conjunto com CRISPRdCAS9 fundido com SPO11 ou um componente da maquinaria DSB para promover a formação de DSB em uma região fria Figura 2A A mudança de temperatura reduz a polarização da formação do eixo e o ASY1 é detectado de forma mais uniforme nos cromossomos o que está associado a uma elevação dos quiasmas intersticiais e centrômeros proximais Higgins et al 2012 No entanto essa estratégia pode não ser aplicável a todas as culturas como visto na observação de que a recombinação do trigo é apenas ligeiramente e localmente alterada em altas temperaturas Coulton et al 2020 O recrutamento da proteína SPO11 para um locus específico não garante necessariamente a formação de um DSB muito menos um DSB propenso a CO Para formar um DSB SPO11 requer não apenas fazer parte de um complexo proteico mas também ser funcionalmente ativo Robine et al 2007 Sarno et al 2017 Estudos de leveduras em brotamento revelaram que nem todo locus ligado por SPO11GAL4 é proficiente para formar DSBs e o estabelecimento de um DSB é determinado por fatores locais Robine et al 2007 Sarno et al 2017 Em plantas um estudo recente sugere que a expressão de uma proteína de fusão MTOPVIBdCas9 para induzir DSB meiótico direcionado dentro de um hotspot de CO localizado em uma região subtelomérica do cromossomo 3 não é suficiente para afetar a frequência de CO Yelina et al 2021 Em leveduras em brotamento estimase que cerca de 40 dos DSBs sejam convertidos em COs Mancera et al 2008 Em contraste em Arabidopsis Ferdous et al 2012 milho Sidhu et al 2015 e cevada Higgins et al 2012 apenas cerca de 25 da taxa de DSB é responsável pelo número total de CO e é provável que os DSBs alvos sejam convertidos em COs em baixa frequência Além disso um estudo de levedura em brotamento mostrou que a expressão de Julho 2021 Volume 12 Artigo 708948 Fronteiras na Ciência Vegetal wwwfrontiersinorg Kuo et ai Religação da Meiose para Melhoria de Culturas Recombinação direcionada Machine Translated by Google SPO11GAL4 em um mutante nulo de spo11 forma DSBs em locais GAL4 mas também em locais naturais Pecina et al 2002 Se conservada em plantas esta propensão de SPO11 pode reduzir ainda mais o efeito alvo Além disso os eixos cromossômicos da cevada e do trigo iniciam primeiro nas regiões distais no início da prófase Higgins et al 2012 Osman et al 2021 Não se sabe se SPO11 é funcionalmente ativo para formar um DSB sem eixo cromossômico quando recrutado em regiões centrômeroproximais em um estágio inicial da meiose Religação da Meiose para Melhoria de Culturas Julho 2021 Volume 12 Artigo 708948 FIGURA 1 Padronização de crossover em Arabidopsis e cereais A Coimunocoloração de ASY1 verde e RAD51 vermelho no leptóteno ou ASY1 verde e ZYP1 vermelho no zigóteno em Arabidopsis painel esquerdo e trigo hexaploide Triticum aestivum cv Cadenza painel direito fornecido por Kim Osman Universidade de Birmingham Reino Unido Barra de escala 10 ÿm B Frequência de cruzamento ao longo de um eixo do telômero ao centrômero em Arabidopsis azul painel esquerdo retraçado usando os dados de CO de todos os cromossomos de Serra et al 2018 e cevada vermelho painel direito dados de CO de todos os cromossomos fornecidos por Mikel Arrieta The James Hutton Institute Reino Unido C Duas forças influenciam a paisagem de cruzamento recombinação liderada por telômeros setas vermelhas e ASY1 setas ciano No leptóteno eixos e DSBs são formados ao longo dos cromossomos em um tempo semelhante mas em níveis distintos em Arabidopsis painel esquerdo Em contraste axis e DSBs são formados primeiro em direção à extremidade distal dos cromossomos na cevada e no trigo no leptóteno painel direito Essa diferença na formação espaçotemporal de eixos e DSBs está associada a uma paisagem diferente de cruzamentos entre Arabidopsis e cevadatrigo Círculos preenchidos em rosa representam centrômeros linhas azuis escuras representam cromossomos homólogos e cruzes roxas representam cruzamentos A paisagem de enriquecimento ASY1 ciano e frequência DSB verde no início da prófase I são representadas com linhas sólidas Kuo et ai Fronteiras na Ciência Vegetal wwwfrontiersinorg 6 C UMA B Machine Translated by Google Religação da Meiose para Melhoria de Culturas Julho 2021 Volume 12 Artigo 708948 Regiões com alta taxa de cruzamento são indicadas com setas vermelhas As coordenadas no cromossomo 3 são mostradas acima da visualização do navegador do genoma Fronteiras na Ciência Vegetal wwwfrontiersinorg Kuo et ai 7 FIGURA 2 Estratégias para remodelar a taxa de cruzamento localmente A Representação de uma região fria enriquecida em nucleossomo e silenciando marcas epigenéticas como a metilação do DNA nos três contextos CG CHG e CHH A cromatina é metilada em 5mCs O recrutamento direcionado de TET1 catalisa a remoção de marcas epigenéticas silenciadoras e a descompactação da cromatina enquanto o recrutamento direcionado de SPO11 catalisa a formação de DSBs DSBs meióticos são reparados pela via de recombinação homóloga que leva à formação de NCO NCO com conversão gênica ou CO B Visualização do navegador do genoma do hotspot de cruzamento 3a no cromossomo 3 de Arabidopsis Os perfis SPO111oligo laranja REC8 ChIPseq verde e nucleossomo MNase azul escuro são mostrados ao lado da organização do gene roxo A indução da recombinação direcionada pode ter efeitos indesejáveis na recombinação em outras partes do genoma Por exemplo a formação de DSBs em locais direcionados inibe a formação de DSBs em locais naturais adjacentes em leveduras em brotamento Robine et al 2007 Além disso se o DSB alvo for convertido em CO isso inibirá a formação de um segundo CO nas regiões adjacentes por meio de um fenômeno chamado interferência de CO Berchowitz e Copenhaver 2010 Em Arabidopsis o efeito da interferência de CO é detectado em 8 a 10 Mb de DNA e a formação de um CO alvo provavelmente remodelará a paisagem de recombinação nesse cromossomo Serra et al 2018 Ao contrário dos COs as conversões gênicas têm comprimento relativamente curto 2 kb e são detectadas na maior parte do genoma incluindo regiões centroméricas em plantas Shi et al 2010 Este tipo de eventos de recombinação é interessante porque só modifica a sequência de DNA localmente e não parece estar sob os mesmos controles que os COs Shi et al 2010 Além disso é improvável que eventos de conversão de genes direcionados modifiquem a ampla paisagem de CO Berchowitz e Copenhaver 2010 Este resultado é particularmente interessante para o melhoramento de plantas onde a recombinação direcionada é necessária para aumentar a diversidade alélica localmente como em regiões heterocromáticas A estrutura cromossômica também é um forte determinante da formação e localização de CO Rowan et al 2019 Rearranjos cromossômicos UMA B ENGENHARIA CROMOSSÔMICA PARA Estrutura cromossômica e cruzamentos INFLUENCIA A RECOMBINAÇÃO MEIÓTICA Machine Translated by Google Efeito da Manipulação de Ploidia em Crossovers COMO PODEMOS REMODELAR MEIOSE PARA MELHORIA DE CULTURAS Gametas diplóides Fronteiras na Ciência Vegetal wwwfrontiersinorg Kuo et ai Religação da Meiose para Melhoria de Culturas Crismani e Mercier 2012 De Storme e Geelen 2013 De Storme e Geelen 2013 Ronceret e VielleCalzada 2015 Eles podem facilitar cruzamentos entre plantas com diferentes níveis de ploidia ou ser utilizados para criar novas espécies poliplóides exibindo maior diversidade genética e vigor híbrido Há muito se considera que a formação de gametas diplóides é pelo menos em parte geneticamente controlada Assim vários mutantes que produzem gametas diplóides foram identificados em várias plantas para revisões ver Brownfield e Kohler 2011 8 Ronceret e VielleCalzada 2015 Esses mutantes são geralmente classificados como restituição de primeira divisão FDR ou restituição de segunda divisão SDR dependendo se as mutações afetam a primeira ou a segunda divisão respectivamente Figuras 3AC Em Arabidopsis exemplos notáveis são mutações no fuso paralelo 1 ou Jason que ambos levam a FDR através da perturbação da orientação e posicionamento do fuso DErfurth et al 2008 Curiosamente uma ligação entre o aumento do nível de ploidia e a formação de cruzamento foi demonstrada em várias plantas revisado em Pele et al 2017 Por exemplo em Arabidopsis análises de formação de CO em um intervalo genético mostram que as frequências de CO masculino e feminino são significativamente maiores em auto e alopoliploides recémformados em comparação com seus progenitores diploides Pecinka et al 2011 Além disso estudos em Brassica demonstraram que híbridos alotriplóides de Brassica exibem um aumento significativo de cruzamento em comparação com seus progenitores Leflon et al 2010 Suay et al 2014 Pele et al 2017 Esse aumento ocorre em todo o genoma e afeta tanto a meiose masculina quanto feminina embora um aumento mais forte seja observado na fêmea e esteja associado a uma remodelação significativa da paisagem de CO com a presença de COs nas proximidades dos centrômeros Notavelmente esse aumento também é acompanhado por uma forte diminuição na interferência de CO Suay et al 2014 Pele et al 2017 Embora o mecanismo subjacente ainda não tenha sido demonstrado parece que a ligação entre o nível de ploidia e o aumento de CO está associada ao conteúdo genético De fato outros trabalhos em Brassica mostraram que a adição de um cromossomo específico cromossomo 9 do genoma C é suficiente para aumentar o CO em híbridos poliplóides enquanto a adição de outros cromossomos não teve efeito Suay et al 2014 Em conjunto esses resultados sugerem que a manipulação do nível de ploidia eou composição cromossômica pode ser uma alternativa promissora para os melhoristas de plantas modularem a formação de CO e finalmente aumentar a diversidade genética das plantas cultivadas De Storme e Geelen 2011 Pelo contrário o SDR foi obtido pela mutação de genes que controlam a entrada na segunda divisão como OMISSION OF DIVISION 1 OSD1 um regulador chave do complexo promotor da anáfase ou a ciclina CYCA12TARDY ASYNCHRONOUS MEIOSE TAM1 D Erfurth et al 2009 2010 Uma diferença fundamental entre FDR e SDR é que eles levam a diferentes resultados genéticos Cromossomos influenciados por FDR são cromátides nãoirmãs e portanto FDR é frequentemente considerado como produzindo gametas não reduzidos com genótipos marcadores heterozigotos enriquecidos dos centrômeros aos primeiros locais de cruzamento Ao contrário em SDR os cromossomos afetados são cromátides irmãs não ocorre a segunda divisão e os gametas não reduzidos exibem genótipos marcadores homozigotos desde os centrômeros até o primeiro sítio de cruzamento Portanto é importante levar em consideração o nível desejado de heterozigosidade ao considerar FDR ou SDR para uma estratégia de melhoramento Curiosamente gametas diplóides também podem ser obtidos pela aplicação de estímulos externos Por exemplo um grande número de gametas diplóides é produzido quando plantas haplóides de Arabidopsis são tratadas com um choque frio de 4C por vários modificado como recombinação meiótica ocorre continuamente nas gerações seguintes Além disso o processo de meiose mantém a ploidia da progênie e limita o cruzamento entre acessos ou espécies relacionadas contendo ploidia diferente Para superar essas restrições para o melhoramento de culturas os processos de divisão meiótica podem ser projetados para adaptar a necessidade de um programa de melhoramento ser incorporado a uma linhagem germinativa e ao contrário do produto da recombinação mitótica essa característica será transportada para toda a planta à medida que ela se desenvolve No entanto tal característica pode ser removida A manipulação da recombinação meiótica dá aos criadores uma ferramenta para criar um novo e desejável alelo de gene que poderia Uma aplicação importante para remodelar o processo de divisão meiótica é permitir a formação de gametas não reduzidos Figura 3 De fato uma função importante da meiose é reduzir o complemento cromossômico pela metade com duas divisões sucessivas após uma única rodada de replicação do DNA Consequentemente contornar uma divisão permite a formação de gametas não reduzidos que provaram ser úteis para a reprodução Especificamente gametas não reduzidos são usados por criadores para projetar poliploidização sexual Brownfield e Kohler 2011 Crismani e Mercier 2012 Julho 2021 Volume 12 Artigo 708948 como inversões ou translocações geralmente suprimem a recombinação e isso é particularmente desafiador para o melhoramento pois podem inibir a transferência de características importantes entre diferentes cultivares de plantas De fato várias inversões e translocações podem ser detectadas comparando as sequências genômicas entre os acessos Zapata et al 2016 Recentemente a engenharia cromossômica somática usando CRISPRCas9 provou ser útil para restaurar a recombinação em regiões cromossômicas naturalmente rearranjadas em Arabidopsis Schmidt et al 2020 Um caso particularmente conhecido de inversão em Arabidopsis é o botão heterocromático no cromossomo 4 Fransz et al 2000 Quando um acesso de Arabidopsis carregando esta inversão é cruzado com um acesso sem botão invertido a formação de CO dentro de toda a região rearranjada é suprimida Schmidt et al 2020 Os autores desenvolveram um sistema de expressão específico da célulaovo da nuclease Cas9 que permite rearranjar a estrutura dos cromossomos das plantas de maneira direcionada e hereditária Beying et al 2020 Schmidt et al 2020 Notavelmente a reversão do botão heterocromático de 11 Mb no cromossomo 4 restaurou totalmente a formação de CO nesta região Schmidt et al 2020 Esta é uma conquista particularmente promissora para o melhoramento uma vez que muitas plantas cultivadas sofreram rearranjos cromossômicos substanciais que afetam fortemente a formação de CO Machine Translated by Google Fronteiras na Ciência Vegetal wwwfrontiersinorg 9 Kuo et ai FIGURA 3 Representação esquemática de diferentes estratégias para remodelar a divisão meiótica A Divisão meiótica normal resultando em gametas haploides n BC Divisões meióticas não reducionais resultando em produtos meióticos não reduzidos 2n A restituição da primeira divisão FDR B e a restituição da segunda divisão SDR C levam a diferentes níveis de heterozigosidade ver texto para detalhes D Diagrama esquemático da apomeiose obtido através da estratégia MiMe E Estratégia de reprodução reversa Para simplificação em cada caso uma célula diplóide com apenas dois pares de cromossomos é mostrada com cromossomos maternos e paternos em vermelho e azul respectivamente Julho 2021 Volume 12 Artigo 708948 Religação da Meiose para Melhoria de Culturas horas durante a fase de floração e este processo sofre principalmente SDR De Storme e Geelen 2011 Ainda não se sabe se essa estratégia é eficaz nas lavouras e se outros estímulos podem desencadear efeitos semelhantes No entanto tal abordagem pode ser altamente relevante para o melhoramento uma vez que seria classificada como não transgênica Tanto o FDR quanto o SDR resultam em gametas não reduzidos que contêm cromossomos que foram recombinados por meio de recombinação meiótica ocorre em várias angiospermas está ausente na maioria das culturas importantes Spillane et al 2004 Seu sucesso depende da evasão da meiose e da fertilização A pedra angular da apomixia é portanto a apomeiose uma forma desregulada de meiose que resulta em uma divisão mitótica que impede a recombinação e a redução da ploidia Vários mutantes únicos interrompendo o processo meiótico e levando à apomeiose foram identificados em Arabidopsis arroz e milho Ronceret e VielleCalzada 2015 Figura 3D No entanto esses mutantes geralmente são estéreis e formam gametas apomeióticos em uma frequência extremamente baixa gene um regulador de organizações cromossômicas meióticas essenciais para a entrada meiótica Ravi et al 2008 A apomeiose artificial foi alcançada com sucesso através da mutação deste único gene Ravi et al 2008 No alelo da díade a alteração do processo meiótico em uma divisão mitótica leva à formação de gametas femininos não reduzidos que retêm a heterozigose parental representativa da apomeiose No entanto embora isso parecesse No entanto em relação às estratégias de reprodução gametas não reduzidos que retiveram o genoma parental são mais úteis A apomixia em particular é uma forma de reprodução assexuada que permite a reprodução clonal por meio de sementes Spillane et al 2004 A apomixia produz progênies geneticamente idênticas ao genoma materno Isso é especialmente benéfico no melhoramento de variedades híbridas pois permite a fixação de um genoma híbrido de elite e sua propagação clonal através de sementes Embora a apomixia naturalmente O melhor exemplo disso é o Arabidopsis DYADSWITCH1 C UMA E D B Apomeiose Machine Translated by Google Reprodução reversa Kuo et ai Fronteiras na Ciência Vegetal wwwfrontiersinorg 10 Religação da Meiose para Melhoria de Culturas os óvulos geram gametas viáveis Ravi et al 2008 Híbridos heterozigotos têm a tendência de superar seus pais homozigotos em aptidão Chen 2010 Labroo et al 2021 Esse fenômeno conhecido como vigor híbrido ou heterose é amplamente utilizado pelos melhoristas para produzir variedades de elite com melhor qualidade de campo A criação desses híbridos heterozigotos de elite é alcançada pelo cruzamento de dois genitores homozigotos selecionados No entanto esses híbridos favoráveis não podem ser mantidos de forma estável porque as combinações de alelos são reorganizadas por recombinação genética durante a meiose antes de serem transmitidas à progênie Isso significa que a prole perde o efeito de heterose e os criadores devem recriar continuamente híbridos favoráveis descrição de linhas indutoras haploides e eliminação de genoma os leitores são direcionados para várias excelentes revisões recentes Ishii et al 2016 Jacquier et al 2020 Alternativamente a criação de plantas haploides também pode ser obtida por má expressão em óvulos do gene BABY BOOM 1 BBM1 Khanday et al 2019 BBM1 é um gene expresso masculino essencial para iniciar a embriogênese após a fertilização e expressão incorreta de BBM1 no óvulo é suficiente para desencadear a partenogênese e a produção de plantas haplóides Khanday et al 2019 Notavelmente a combinação de uma dessas estratégias com a tecnologia MiMe permitiu a reprodução clonal de engenharia em Arabidopsis e arroz Marimuthu et al 2011 Khanday et al 2019 Wang et al 2019a Khanday e Sundaresan 2021 No entanto as frequências de embriões clonais permanecem baixas linhas indutoras haploides não são totalmente penetrantes e a produção geral de sementes também diminui fortemente Isso significa que a ampla implementação da apomixia de maneira sustentável nas culturas exigirá mais pesquisas para desvendar novos fatores e mecanismos que controlam a apomeiose e a indução haploide No entanto para conseguir isso também será necessário um melhor entendimento da interação entre esses dois componentes da apomixia Diferentes estratégias têm sido propostas para preservar a transmissão de genótipos heterozigotos A reprodução reversa que é uma alternativa à apomixia surgiu como uma estratégia promissora para corrigir genomas híbridos Dirks et al 2009 Figura 3E A reprodução reversa gera linhagens parentais homozigóticas a partir de um híbrido heterozigoto Quando aplicada a híbridos com genitores conhecidos a abordagem também pode ser usada para gerar linhas de substituição cromossômica nas quais o cromossomo de uma linha é substituído pelo cromossomo de outra linha Dirks et al 2009 O método baseiase na supressão de cruzamentos meióticos no híbrido seguido pela produção de haploides duplicados a partir de gametas não recombinantes Dirks et al 2009 Figura 3E Em vez de mutar um único gene um grande sucesso na engenharia de apomeiose foi obtido mais tarde pela combinação de várias mutações que interrompem as principais etapas da divisão meiótica DErfurth et al 2009 Figura 3D Isso foi conseguido pela interrupção simultânea de três etapas principais da meiose 1 desvio da segunda divisão meiótica para permitir a produção de gametas diplóides funcionais isso pode ser alcançado através da mutação e remoção da função do regulador chave OSD1 2 supressão da recombinação meiótica para evitar a formação de gametas recombinados A praticabilidade do método foi originalmente demonstrada em Arabidopsis pelo silenciamento da recombinase meiótica DMC1 usando interferência de RNA Wijnker et al 2012 2014 Isso pode ser alcançado através da mutação de genes envolvidos na formação meiótica de DSB Por exemplo usando um alelo nulo de SPO111 para eliminar o início da formação meiótica de DSB e 3 permitindo a segregação de cromátides irmãs na primeira divisão através da perda de função da coesina meiótica específica REC8 Em Arabidopsis as plantas com este genótipo sofrem meiose que é substituída por mitose e são chamadas de MiMe Gâmetas não recombinantes foram convertidos em plantas adultas haplóides usando eliminação de genoma mediada por centrômeros e diplóides férteis haplóides duplos e foram eventualmente obtidos por autopolinização desses haploides Wijnker et al 2012 para Mitose em vez de Meiose Essa remodelação da meiose dá origem a gametas diplóides funcionais com genomas geneticamente idênticos DErfurth et al 2009 Figura 3D A praticabilidade desta tecnologia foi demonstrada alternativamente visando outros genes que interrompem as principais etapas da meiose Por exemplo o uso da mutação osd1 para contornar a segunda segregação meiótica foi substituído com sucesso pela mutação da ciclina CYCA1 2TAM1 ou uso de um tdm1 A principal limitação do método reside no fato de que a supressão da recombinação meiótica leva a cromossomos aquiasmáticos que segregam aleatoriamente A produção de gametas não recombinantes balanceados depende portanto de mutação dominante DErfurth et al 2010 Cifuentes et al 2016 Da mesma forma a supressão da recombinação meiótica pode ser obtida pela mutação de vários componentes do complexo meiótico DSB por exemplo PRD1 PRD2 ou PRD3 Mieulet et al 2016 Esta engenharia artificial de apomeiose é uma conquista particularmente inovadora uma vez que as plantas MiMe são férteis e produzem níveis próximos do tipo selvagem de gametas apomeióticos viáveis Notavelmente essa tecnologia também foi recentemente traduzida para o arroz Mieulet et al 2016 Através da mutação do arroz OSD1 PAIR1 homólogo do arroz de PRD3 e REC8 os autores puderam reproduzir o genótipo MiMe e mais importante mostraram que as plantas de arroz MiMe permaneceram férteis Em conjunto esses dados demonstram o potencial da tecnologia MiMe para engenharia de apomeiose em plantas No entanto ainda não está claro se essa tecnologia é aplicável a outras culturas e em particular a espécies poliplóides como o trigo para pão Outro obstáculo dessa tecnologia é que como os gametas são diplóides e a fertilização normal continua a ocorrer esperase que a ploidia dobre a cada geração Para superar esse problema a tecnologia MiMe foi combinada com estratégias de eliminação de genoma que permitem a remoção de um conjunto completo de cromossomos de um dos pais após a fertilização Ishii et al 2016 Jacquier et al 2020 Essa eliminação do genoma geralmente é realizada usando linhas indutoras haploides que podem ser obtidas através da manipulação da variante centromérica histona 3 CENH3 Ravi et al 2008 Marimuthu et al 2011 ou MATRILINEALNOTLIKE DAD Gene da FOSFOLIPASE A1 Wang et al 2019a As linhas indutoras haploides não afetam diretamente a meiose e portanto não serão descritas aqui Para detalhes promissor à primeira vista é pouco favorável às culturas uma vez que as plantas da díade são quase estéreis e menos de 1 da díade Julho 2021 Volume 12 Artigo 708948 Machine Translated by Google Chen X Suhandynata RT Sandhu R Rockmill B Mohibullah N Niu H et al 2015 A fosforilação da proteína do complexo sinaptonêmico zip1 regula a decisão de cruzamentonão cruzamento durante a meiose de levedura PLoS Biol 13e1002329 doi 101371journalpbio1002329 Julho 2021 Volume 12 Artigo 708948 PLoS Genet 12e1005856 doi 101371journalpgen1005856 Choi K Zhao X Tock AJ Lambing C Underwood CJ Hardcastle TJ et al 2018 Nucleossomos e metilação do DNA moldam a frequência de DSB meiótica em transposons de Arabidopsis thaliana e regiões reguladoras de genes Genoma Res 28 532546 doi 101101gr225599117 jcs02583 Religação da Meiose para Melhoria de Culturas 2018 FANCM limita cruzamentos meióticos em culturas de brássicas Frente Planta Sci 9368 doi 103389fpls201800368 Fronteiras na Ciência Vegetal wwwfrontiersinorg 11 Kuo et ai CONTRIBUIÇÕES DO AUTOR REFERÊNCIAS OBSERVAÇÕES FINAIS AGRADECIMENTOS Charles White e Dr Alexander Blackwell por seus comentários sobre o manuscrito Todos os autores listados fizeram uma contribuição substancial direta e intelectual para o trabalho e o aprovaram para publicação Acquaviva L Szekvolgyi L Dichtl B Dichtl BS De La Roche Saint Andre C Nicolas A et ai 2013 A subunidade COMPASS Spp1 liga a metilação das histonas ao início da recombinação meiótica Ciência 339 215218 doi 101126 science1225739 Vários novos insights sobre a meiose surgiram nos últimos anos e formam uma estrutura para desenvolver tecnologias inovadoras para acelerar as estratégias de préreprodução No entanto a maior parte de nossa compreensão da meiose é baseada na pesquisa de Arabidopsis e é de particular importância girar em direção à tradução segregação cuja frequência depende fortemente do número de cromossomos O método é portanto limitado a espécies com baixo número de cromossomos menos de 12 Dirks et al 2009 Uma alternativa à solução seria reduzir mas não suprimir completamente a formação de CO Ter um ou alguns CO ainda levaria a uma baixa produção de gametas livres de CO mas também aumentaria a produção de gametas com baixos números de CO o que seria útil para a reprodução reversa Essa estratégia foi recentemente validada pela regulação negativa da expressão do gene MSH5 de Arabidopsis por meio de VIGS CalvoBaltanas et al 2020 Além disso o VIGS tem a vantagem adicional de permitir downregulation transitório e assim evitar a integração de um transgene estável no genoma o que é uma grande preocupação para os criadores Ao todo esses dados sugerem que a reprodução reversa pode ser aplicada efetivamente a muitas culturas No entanto diferentemente da apomixia essa estratégia ainda não foi demonstrada nas lavouras potencial dessas descobertas e o estudo de outras espécies vegetais É provável que estudos futuros identifiquem diferenças significativas na regulação da meiose entre Arabidopsis e culturas que podem impedir a transferência direta de certas estratégias entre plantas Estudos comparativos de meiose em uma ampla gama de espécies abordarão essa lacuna em nosso conhecimento e terão o potencial de identificar novas vias funcionais e fornecer uma compreensão mais profunda da evolução da função gênica meiótica jcs00601 Gostaríamos de agradecer ao Dr Kim Osman por fornecer as imagens da coloração do cromossomo do trigo e ao Dr Mikel Arrieta e ao James Hutton Institute por fornecer os dados de frequência de cruzamento em Barley Gostaríamos também de agradecer ao Dr erq371 CalvoBaltanas V Wijnen CL Yang C Lukhovitskaya N De Snoo CB Hohenwarter L et ai 2020 A redução do cruzamento meiótico por silenciamento gênico induzido por vírus permite a geração eficiente de linhas de substituição cromossômica e reprodução reversa em Arabidopsis thaliana Planta J 104 14371452 doi 101111tpj14990 Benyahya F Nadaud I Da Ines O Rimbert H White C and Sourdille P Brownfield L e Kohler C 2011 Formação não reduzida de gametas em plantas mecanismos e perspectivas J Exp Robô 62 16591668 doi 101093jxb 2020 SPO112 é essencial para a formação programada de quebra de fita dupla durante a meiose em trigo para pão Triticum aestivum L Planta J 104 3043 doi 101111tpj14903 Berchowitz LE e Copenhaver GP 2010 Interferência genética não fique tão perto de mim atual Genomics 11 91102 doi 102174138920210790886835 CapillaPerez L Durand S Hurel A Lian Q Chambon A Taochy C et ai 2021 O complexo sinaptonêmico impõe interferência cruzada e heteroquiasmia em Arabidopsis Proc Nacional Acad Sci PORTA Cifuentes M Jolivet S Cromer L Harashima H Bulankova P Renne C et ai 2016 A regulação TDM1 determina o número de divisões meióticas 118e2023613118 doi 101073pnas2023613118 Bergerat A De Massy B Gadelle D Varoutas PC Nicolas A e Forterre P 1997 Uma topoisomerase II atípica de archaea com implicações para a recombinação meiótica Natureza 386 414417 doi 101038386414a0 Chambon A West A Vezon D Horlow C De Muyt A Chelysheva L et ai 2018 Identificação de ASYNAPTIC4 um componente do eixo cromossômico meiótico Plant Physiol 178 233246 doi 101104pp1701725 Chelysheva L Diallo S Vezon D Gendrot G Vrielynck N Belcram K et ai 2005 AtREC8 e AtSCC3 são essenciais para a orientação monopolar dos cinetócoros durante a meiose J Cell Sci 118 46214632 doi 101242 Cai X Dong F Edelmann RE e Makaroff CA 2003 A proteína coesina Arabidopsis SYN1 é necessária para a coesão do braço da cromátide irmã e pareamento de cromossomos homólogos J Cell Sci 116 29993007 doi 101242 Beying N Schmidt C Pacher M Houben A e Puchta H 2020 Indução mediada por CRISPRCas9 de translocações cromossômicas hereditárias em Arabidopsis Nat Plantas 6 638645 doi 101038s414770200663x Armstrong SJ Caryl AP Jones GH e Franklin FC 2002 Asy1 uma proteína necessária para a sinapse cromossômica meiótica localizase na cromatina associada ao eixo em Arabidopsis e brassica J Cell Sci 115 36453655 doi 101242jcs00048 Blackwell AR Dluzewska J SzymanskaLejman M Desjardins S Tock AJ Kbiri N et al 2020 MSH2 molda a paisagem de cruzamento meiótico em relação ao polimorfismo interhomólogo em Arabidopsis EMBO J 39e104858 doi 1015252 embj2020104858 Blary A Gonzalo A Eber F Berard A Berges H Bessoltane N et al Armstrong SJ Franklin FC e Jones GH 2001 O agrupamento e o emparelhamento de telômeros associados ao nucléolo precedem a sinapse cromossômica meiótica em Arabidopsis thaliana J Cell Sci 114 42074217 doi 101242jcs114234207 Chen ZJ 2010 Mecanismos moleculares de poliploidia e vigor híbrido Tendências Plant Sci 15 5771 doi 101016jtplants200912003 Barakate A Higgins JD Vivera S Stephens J Perry RM Ramsay L et ai 2014 A proteína do complexo sinaptonêmico ZYP1 é necessária para a imposição de cruzamentos meióticos na cevada Célula Vegetal 26 729740 doi 101105 tpc113121269 Machine Translated by Google Célula 51 440453 doi 101016jmolcel201308008 14677652200900450x Girard C Chelysheva L Choinard S Froger N Macaisne N Lemhemdi A et ai 2015 AAAATPase FIDGETINLIKE 1 e helicase FANCM antagonizam os cruzamentos meióticos por mecanismos distintos PLoS Genet 11e1005369 doi 101371journalpgen1005448 GallegoBartolome J Gardiner J Liu W Papikian A Ghoshal B Kuo HY et ai 2018 Desmetilação de DNA direcionada do genoma de Arabidopsis usando o domínio catalítico TET1 humano Proc Nacional Acad Sci US 115 E2125E2134 dois 101073pnas1716945115 Ciclo 11 35273528 doi 104161cc21963 Fayos I Meunier AC Vernet A NavarroSanz S Portefaix M Lartaud M et ai 2020 Avaliação dos papéis de SPO112 e SPO114 na meiose em arroz usando a mutagênese CRISPRCas9 J Exp Bunda 71 70467058 dois 101093jxb eraa391 Fernandes JB Wlodzimierz P e Henderson IR 2019 Recombinação meiótica dentro de centrômeros de plantas atual Opinião Planta Biol 48 2635 doi 101016 jpbi201902008 2017 Características genômicas moldando a paisagem de hotspots de quebra de fita dupla meiótica em milho Proc Nacional Acad Sci EUA 114 1223112236 doi 101073pnas1713225114 pp110170415 Julho 2021 Volume 12 Artigo 708948 Crismani W Girard C Froger N Pradillo M Santos JL Chelysheva L et al 2012 O FANCM limita os cruzamentos meióticos Ciência 336 15881590 doi 101126 science1220381 Genoma Biol 2069 doi 101186s1305901916756 19 24882500 dois 101101gad354705 Religação da Meiose para Melhoria de Culturas Cloud V Chan YL Grubb J Budke B e Bishop DK 2012 Rad51 é um fator acessório para a formação de moléculas articulares mediadas por Dmc1 durante a meiose Ciência 337 12221225 doi 101126science1219379 12 Kuo et ai Fronteiras na Ciência Vegetal wwwfrontiersinorg De Storme N e Geelen D 2011 O jason mutante de Arabidopsis produz gametas masculinos de restituição de primeira divisão não reduzidos através de um mecanismo de fuso paralelofundido na meiose II Plant Physiol 155 14031415 doi 101104 journalpgen1003922 Gardiner LJ Wingen LU Bailey P Joynson R Brabbs T Wright J et ai 2019 A análise da paisagem de recombinação do trigo para pão hexaplóide revela genes que controlam a recombinação e a frequência de conversão gênica Da Ines O Abe K Goubely C Gallego ME and White CI 2012 Desjardins SD Ogle DE Ayoub MA Heckmann S Henderson IR Edwards KJ et al 2020 O homólogo de MutS 4 e o homólogo de MutS 5 mantêm o cruzamento obrigatório no trigo apesar da perda gradual do gene após a poliploidização Plant Physiol 183 15451558 doi 101104pp2000534 Da Ines O Michard R Fayos I Bastianelli G Nicolas A Guiderdoni E et ai 2020 Pão de trigo TaSPO111 exibe função evolutivamente conservada na recombinação meiótica em espécies de plantas distantes Planta J 103 20522068 doi 101111tpj14882 Fernandes JB SeguelaArnaud M Larcheveque C Lloyd AH e Mercier R 2018 Desencadeando cruzamentos meióticos em plantas híbridas Proc mecanismos citológicos e regulação molecular Novo Fitol 198 670684 doi 101111nph12184 Ellermeier C Higuchi EC Phadnis N Holm L Geelhood JL Thon G et ai 2010 RNAi e heterocromatina reprimem a meiose centromérica Proc Nacional Acad Sci EUA 101 45194524 doi 101073pnas0400843101 1182021671118 doi 101073pnas2021671118 De Maagd RA Loonen A Chouaref J Pele A MeijerDekens F Fransz P et al 2020 A inativação de CRISPRCas de RECQ4 aumenta os cruzamentos homeólogos em um híbrido interespecífico de tomate Biotecnologia vegetal J 18 805813 doi 101111pbi13248 2010 A ciclinaA CYCA12TAM é necessária para a transição da meiose I para a meiose II e coopera com OSD1 para a transição da prófase para a primeira divisão meiótica PLoS Genet 6e1000989 doi 101371journalpgen1000989 Gong Z MoralesRuiz T Ariza RR RoldanArjona T David L e Zhu JK 2002 ROS1 um repressor do silenciamento de genes transcricionais em Arabidopsis codifica uma DNA glicosilaseliase Célula 111 803814 doi 101016 S0092867402011339 De Muyt A Pereira L Vezon D Chelysheva L Gendrot G Chambon A et ai 2009 Uma tela genética de alto rendimento identifica novas funções de recombinação meiótica precoce em Arabidopsis thaliana PLoS Gent 5e1000654 doi 101371journalpgen1000654 Corem S DoronFaigenboim A Jouffroy O Maumus F Arazi T e Bouche N 2018 Redistribuição da metilação de CHH e pequenos RNAs interferentes no genoma de mutantes ddm1 de tomate Plant Cell 30 16281644 doi 101105 tpc1800167 Coulton A Burridge AJ e Edwards KJ 2020 Examinando os efeitos da temperatura na recombinação em trigo Frente Planta Sci 11230 doi 103389fpls202000230 DErfurth I Jolivet S Froger N Catrice O Novatchkova M and Mercier R Fransz PF Armstrong S De Jong JH Parnell LD Van Drunen C Dean C et al 2000 Mapa citogenético integrado do braço cromossômico 4S de A thaliana organização estrutural do botão heterocromático e região do centrômero Célula 100 367376 doi 101016S0092867400806728 2005 A proteína do complexo sinaptonêmico de Arabidopsis ZYP1 é necessária para a sinapse cromossômica e a fidelidade normal do crossing over Genes Dev molp201607006 2007 AtPRD1 é necessário para a formação de quebra de fita dupla meiótica em Arabidopsis thaliana EMBO J 26 41264137 doi 101038sjemboj7601815 pnas0914160107 Crismani W e Mercier R 2012 O que limita os cruzamentos meióticos Célula journalpbio1000124 Ferdous M Higgins JD Osman K Lambing C Roitinger E Mechtler K et ai 2012 Crossingover interhomólogo e sinapse na meiose de Arabidopsis são dependentes da proteína do eixo cromossômico AtASY3 PLoS Genet 2007 Os resíduos de tirosina cataliticamente ativos de SPO111 e SPO112 são necessários para a indução de quebra de fita dupla meiótica em Arabidopsis Célula Vegetal 19 30903099 doi 101105tpc107054817 8e1002507 doi 101371journalpgen1002507 Exigências diferentes para RAD51 e DMC1 no pareamento meiótico de centrômeros e braços cromossômicos em Arabidopsis thaliana PLoS Genet 8e1002636 doi 101371journalpgen1002636 Drouaud J Khademian H Giraut L Zanni V Bellalou S Henderson IR et ai 2013 Padrões contrastados de cruzamento e não cruzamento em hotspots de recombinação meiótica de Arabidopsis thaliana PLoS Genet 9e1003922 doi 101371 Henderson KA e Keeney S 2004 Ligando a iniciação do complexo sinaptonêmico à formação e reparo programado de quebras de fita dupla do DNA De Storme N e Geelen D 2013 Poliploidização sexual em plantas Dirks R Van Dun K De Snoo CB Van Den Berg M Lelivelt CL Voermans W e outros 2009 Reprodução reversa uma nova abordagem de reprodução baseada na meiose projetada Biotecnologia vegetal J 7 837845 doi 101111j DErfurth I Cromer L Jolivet S Girard C Horlow C Sun Y et ai Nacional Acad Sci EUA 115 24312436 doi 101073pnas1713078114 Da Ines O e White CI 2015 Associações de centrômeros no emparelhamento cromossômico meiótico Anu Rev Genet 49 95114 doi 101146annurev genet112414055107 France MG Enderle J Rohrig S Puchta H Franklin FCH e Higgins JD 2021 ZYP1 é necessário para a formação obrigatória de cruzamento e interferência de cruzamento em Arabidopsis Proc Nacional Acad Sci EUA Hong S Sung Y Yu M Lee M Kleckner N and Kim KP 2013 A lógica e o mecanismo da escolha do parceiro de recombinação homóloga Mol Golubovskaya IN Hamant O Timofejeva L Wang CJ Braun D Meeley R et al 2006 Alelos de afd1 dissecam funções REC8 durante a prófase meiótica IJ Cell Sci Rev 119 33063315 doi 101242jcs03054 Higgins JD Perry RM Barakate A Ramsay L Waugh R Halpin C et al 2012 A assimetria espaçotemporal do programa meiótico está subjacente à distribuição predominantemente distal dos cruzamentos meióticos na cevada Plant Cell 24 40964109 doi 101105tpc112102483 Higgins JD SanchezMoran E Armstrong SJ Jones GH e Franklin FC 2009 Transformando a meiose em mitose PLoS Biol 7e1000124 doi 101371 De Muyt A Vezon D Gendrot G Gallois JL Stevens R and Grelon M recombinação Proc Nacional Acad Sci EUA 107 87018705 doi 101073 Fu M Wang C Xue F Higgins J Chen M Zhang D et al 2016 A subunidade OsMTOPVIB da DNA topoisomerase VIB é essencial para a iniciação da recombinação meiótica em arroz Mol Planta 9 15391541 doi 101016j Hartung F WurzWildersinn R Fuchs J Schubert I Suer S and Puchta H He Y Wang M DukowicSchulze S Zhou A Tiang CL Shilo S et al DErfurth I Jolivet S Froger N Catrice O Novatchkova M Simon M et ai 2008 Mutações em AtPS1 fuso paralelo 1 de Arabidopsis thaliana levam à produção de grãos de pólen diplóides PLoS Genet 4e1000274 doi 101371 journalpgen1000274 Machine Translated by Google Khanday I e Sundaresan V 2021 Desenvolvimento de zigotos de plantas insights recentes e aplicações para sementes clonais atual Opinião Planta Biol 59101993 doi 101016jpbi2020101993 ijms20194718 2011 A poliploidização aumenta a frequência de recombinação meiótica em Arabidopsis BMC Biol 924 doi 1011862F17417007924 pbio0050299 2016 Transformando a meiose do arroz em mitose Célula Res 26 12421254 doi 101038cr2016117 Li Q Eichten SR Hermanson PJ Zaunbrecher VM Song J Wendt J et al 2014 Perturbação genética do metiloma do milho Célula Vegetal 26 46024616 doi 101105tpc114133140 Panizza S Mendoza MA Berlinger M Huang L Nicolas A Shirahige K et ai 2011 As proteínas acessórias de Spo11 ligam os sítios de quebra da fita dupla ao eixo cromossômico na recombinação meiótica inicial Célula 146 372383 doi 101016jcell201107003 s0041200600557 Julho 2021 Volume 12 Artigo 708948 ciênciaaad0814 tpc1900866 Marimuthu MP Jolivet S Ravi M Pereira L Davda JN Cromer L et al 2011 Reprodução clonal sintética através de sementes Ciência 331876 doi 101126 science1199682 66648 doi 101038ncomms7648 Frente Planta Sci 12631323 doi 1033892Ffpls2021631323 Pan J Sasaki M Kniewel R Murakami H Blitzblau HG Tischfield SE et ai 2011 Uma combinação hierárquica de fatores molda a topografia do genoma da iniciação da recombinação meiótica de levedura Célula 144 719731 doi 101016 jcell201102009 Libuda DE Uzawa S Meyer BJ e Villeneuve AM 2013 As estruturas cromossômicas meióticas restringem e respondem à designação de sítios de cruzamento Natureza 502 703706 doi 101038nature12577 Lambing C Franklin FC e Wang CR 2017 Compreender e manipular a recombinação meiótica em plantas Plant Physiol 173 15301542 doi 101104pp1601530 A biologia molecular da meiose em plantas Anu Rev Plant Biol 66 297327 doi 101146annurevarplant050213035923 2020 O ZmMTOPVIB permite a formação de quebra de fita dupla de DNA e a montagem do fuso bipolar durante a meiose do milho Plant Physiol 184 18111822 doi 101104pp2000933 Labroo MR Studer AJ e Rutkoski JE 2021 Heterose e melhoramento de culturas híbridas uma revisão multidisciplinar Frente Genet 24643761 doi 103389 fgene2021643761 Desencadeando cruzamentos meióticos em culturas Nat Plantas 4 10101016 doi 101038s414770180311x U S A 117 1364713658 doi 101073pnas1921055117 27 25162529 doi 101105tpc1500434 Religação da Meiose para Melhoria de Culturas 13 67 421438 doi 101146annurevarplant043014114714 Kuo et ai s4147702006649 Fronteiras na Ciência Vegetal wwwfrontiersinorg Ishii T KarimiAshtiyani R e Houben A 2016 Haploidização via eliminação cromossômica meios e mecanismos Anu Rev Plant Biol ASY1 atua como um antagonista dependente da dosagem da recombinação liderada por telômeros e medeia a interferência de cruzamento em Arabidopsis Proc Nacional Acad Sci Lambing C Osman K Nuntasoontorn K West A Higgins JD Copenhaver GP et ai 2015 Arabidopsis PCH2 medeia a remodelação cromossômica meiótica e a maturação de cruzamentos PLoS Genet 2015 A proteína do elemento axial desynaptic2 medeia a formação de quebra de fita dupla meiótica e a montagem do complexo sinaptonêmico no milho Célula Vegetal Lam I e Keeney S 2015 Estabilidade evolutiva não paradoxal da paisagem de iniciação de recombinação em levedura Ciência 350 932937 doi 101126 PAIR2 é essencial para a sinapse do cromossomo homólogo na meiose I do arroz Ma J Wing RA Bennetzen JL e Jackson SA 2007 Organização centrômero vegetal uma estrutura dinâmica com funções conservadas Tendências Genet Mapeamento de alta resolução de cruzamentos e não cruzamentos meióticos em leveduras Medhi D Goldman AS e Lichten M 2016 O contexto cromossômico local é um dos principais determinantes da bioquímica da via de cruzamento durante a meiose de leveduras em brotamento eLife 5e19669 doi 107554eLife19669 Lambing C Tock AJ Topp SD Choi K Kuo PC Zhao X et al 2020b Interagindo paisagens genômicas de rec8coesina cromatina e recombinação meiótica em Arabidopsis Célula Vegetal 32 12181239 doi 101105 Leflon M Grandont L Eber F Huteau V Coriton O Chelysheva L et ai 2010 Os cruzamentos obtêm um impulso em híbridos alotriplóides e alotetraplóides de brassica Plant Cell 22 22532264 doi 101105tpc110075986 2002 Estimulação direcionada da recombinação meiótica Célula 111 173184 doi 101016S0092867402010024 Osman K Algopishi U Higgins JD Henderson IR Edwards KJ Franklin FCH et al 2021 O viés distal de cruzamentos meióticos em trigo de pão hexaplóide reflete a assimetria espaçotemporal do programa meiótico Osman K Yang J Roitinger E Lambing C Heckmann S Howell E et ai 2018 A proteômica de afinidade revela extensa fosforilação da proteína ASY1 do eixo cromossômico brassica e uma rede de proteínas associadas na prófase I da meiose Planta J 93 1733 doi 101111tpj13752 Jacquier NMA Gilles LM Pyott DE Martinant JP Rogowsky PM e Widiez T 2020 Desvendando a reprodução de plantas por indução haploide para inovações no melhoramento de plantas Nat Plantas 6 610619 doi 101038 2004 Uma base mecânica para a função cromossômica Proc Nacional Acad Sci Cromossoma Res 20 579593 doi 101007s1057701292921 Lamb JC Yu W Han F e Birchler JA 2007 Cromossomos vegetais de ponta a ponta telômeros heterocromatina e centrômeros atual Opinião Jing JL Zhang T Kao YH Huang TH Wang CJR e He Y MarsolierKergoat MC Khan MM Schott J Zhu X e Llorente B Pecina A Smith KN Mezard C Murakami H Ohta K and Nicolas A Lambing C Kuo PC Tock AJ Topp SD e Henderson IR 2020a Jing JL Zhang T Wang YZ e He Y 2019 Avanços sobre como a recombinação meiótica é iniciada uma visão coparativa e perspectivas para a pesquisa da meiose vegetal Int J Mol Sci 204718 doi 103390 Khanday I Skinner D Yang B Mercier R e Sundaresan V 2019 Um gatilho embriogênico de arroz expresso por machos redirecionado para propagação assexuada através de sementes Natureza 565 9195 doi 101038s4158601807858 Martini E Diaz RL Hunter N e Keeney S 2006 Homeostase de crossover na meiose de levedura Célula 126 285295 doi 101016jcell200605044 Lee DH Kao YH Ku JC Lin CY Meeley R Jan YS et al 2021 HIGH CROSSOVER RATE1 codifica a PROTEÍNA FOSFATASE X1 e restringe os cruzamentos meióticos em Arabidopsis Nat Plantas 7 452467 doi 101038 s4147702100889y Pecinka A Fang W Rehmsmeier M Levy AA and Mittelsten Scheid O Kleckner N 2006 Formação do quiasma interação cromatinaeixo e os papeles do complexo sinaptonêmico Cromossoma 115 175194 doi 101007 Nonomura K Nakano M Eiguchi M Suzuki T e Kurata N 2006 11e1005372 doi 101371journalpgen1005372 Mancera E Bourgon R Brozzi A Huber W e Steinmetz LM 2008 J Cell Sci 119 217225 doi 101242jcs02736 Li X Li L e Yan J 2015 Dissecando a recombinação meiótica com base na análise de tétrades por sequenciamento de micrósporo único em milho Nat Comum 23 134139 doi 101016jtig200701004 Melters DP Paliulis LV Korf IF e Chan SW 2012 Cromossomos holocêntricos evolução convergente adaptações meióticas e análise genômica Natureza 454 479485 doi 101038natureza07135 Kleckner N Zickler D Jones GH Dekker J Padmore R Henle J et ai Marques A e PedrosaHarand A 2016 Identidade holocentrômero da estrutura linear mitótica típica à grande plasticidade dos holocentrômeros meióticos Cromossoma 125 669681 doi 101007s0041201606127 Mercier R Mezard C Jenczewski E Macaisne N and Grelon M 2015 EUA 101 1259212597 doi 1010732Fpnas0402724101 2018 Visão mecanicista e controle genético da recombinação de dna durante a meiose Mol Célula 70 920 doi 101016jmolcel201802032 Jones GH e Franklin FC 2006 Crossingover meiótico obrigação e interferência Célula 126 246248 doi 101016jcell200607010 Planta Biol 10 116122 doi 101016jpbi200701008 Mieulet D Aubert G Bres C Klein A Droc G Vieille E et ai 2018 Nageswaran DC Kim J Lambing C Kim J Park J Kim EJ et al Mcmahill MS Sham CW e Bishop DK 2007 Recozimento dependente de síntese na meiose PLoS Biol 5e299 doi 101371jornal Mieulet D Jolivet S Rivard M Cromer L Vernet A Mayonove P et ai Nonomura K Nakano FT Eiguchi M Miyao A Hirochika H e Kurata N 2004 O novo gene HOMOLOGOUS PAIRING ABERRATION IN RICE MEIOSIS1 de arroz codifica uma proteína de bobina enrolada putativa necessária para o pareamento de cromossomos homólogos na MEIOSE Célula Vegetal 16 10081020 doi 101105tpc020701 Machine Translated by Google Sepsi A e Schwarzacher T 2020 Tethering do envelope cromossomanuclear um processo que orquestra o emparelhamento homólogo durante a meiose da planta J Cell Sci 133jcs243667 doi 101242jcs243667 Planta Reprod 28 91102 doi 101007s0049701502626 Célula Vegetal 31 20352051 doi 101105tpc1900133 Spillane C Curtis MD e Grossniklaus U 2004 Desenvolvimento da tecnologia Apomixis nascimentos virgens nos campos dos agricultores Nat Biotecnologia 22 687691 doi 101038nbt976 2013 A paisagem genômica de cruzamentos meióticos e conversões gênicas em Arabidopsis thaliana eLife 2e01426 doi 107554eLife01426 Covariação de cruzamento por núcleo e implicações para a evolução Célula 177 326338 doi 101016jcell201902021 Frente Planta Sci 5214 doi 103389fpls201400214 MCB0206306 Novo Fitol 201 645656 doi 101111nph12534 Wang K Wang M Tang D Shen Y Qin B Li M et al 2011 PAIR3 uma proteína associada ao eixo é essencial para o recrutamento de elementos de recombinação para cromossomos meióticos em arroz Mol Biol Célula 22 1219 doi 101091 mbce10080667 Res de Ácidos Nucleicos 45e164 doi 101093nargkx739 Julho 2021 Volume 12 Artigo 708948 Schmidt C Fransz P Ronspies M Dreissig S Fuchs J Heckmann S et ai 2020 Alterando os padrões de recombinação local em Arabidopsis por engenharia cromossômica mediada por CRISPRCas Nat Comum 114418 doi 1010382 Fs4146702018277z s4158701800030 18 12081220 dois 101038ncb3417 Religação da Meiose para Melhoria de Culturas Fronteiras na Ciência Vegetal wwwfrontiersinorg 14 Kuo et ai Pele A Falque M Trotoux G Eber F Negre S Gilet M et ai 2017 Ronceret A e VielleCalzada JP 2015 Meiose gametas não reduzidos e partenogênese implicações para a engenharia de formação de sementes clonais em culturas pnas1423107112 2013 Spp1 um membro do complexo Set1 promove a formação meiótica de DSB em promotores ligando os sítios de metilação da histona H3K4 aos eixos cromossômicos Mol Célula 49 4354 doi 101016jmolcel201211008 2018 Ativação epigenética da recombinação meiótica perto dos centrômeros de Arabidopsis thaliana via perda de H3K9me2 e metilação do DNA nãoCG Rowan BA Heavens D Feuerborn TR Tock AJ Henderson IR e Weigel D 2019 Um mapa de cruzamento de Arabidopsis thaliana de ultra alta densidade que refina as influências da variação estrutural e características epigenéticas Penterman J Zilberman D Huh JH Ballinger T Henikoff S e Fischer RL 2007 Desmetilação do DNA no genoma de Arabidopsis Proc 2016 A família de proteínas do tipo TopoVIB é necessária para a formação da quebra da fita dupla do DNA meiótico Ciência 351 943949 doi 101126scienceaad5309 Serra H Lambing C Griffin CH Topp SD Nageswaran DC Underwood CJ et al 2018 Elevação maciça de crossover através da combinação de HEI10 e recq4a recq4b durante a meiose de Arabidopsis Proc Nacional Acad Wang S Veller C Sun F RuizHerrera A Shang Y Liu H et al 2019b Wang S Zickler D Kleckner N e Zhang L 2015 Padrões de cruzamento meiótico cruzamento obrigatório interferência e homeostase em um único processo Wijnker E Deurhof L Van De Belt J De Snoo CB Blankestijn H Becker F e outros 2014 Recriação híbrida por reprodução reversa em Arabidopsis thaliana Molhado protocolo 9 761772 doi 101038nprot2014049 Shi W Ji J Xue Z Zhang F Miao Y Yang H et al 2021 PRD1 um fator de iniciação de recombinação homóloga está envolvido na montagem do fuso na meiose do arroz Novo Fitol 230 585600 doi 101111nph17178 Wang K Wang C Liu Q Liu W e Fu Y 2015 Aumento da frequência de recombinação genética por perda parcial da função do complexo sinaptonêmico em arroz Mol Planta 8 12951298 doi 101016jmolp201504011 2007 Redistribuição do genoma de quebras de fita dupla meiótica em Saccharomyces cerevisiae Mol Célula Biol 27 18681880 doi 101128 Phillips D Jenkins G Macaulay M Nibau C Wnetrzak J Fallding D et ai 2015 O efeito da temperatura na paisagem de recombinação masculina e feminina da cevada Novo Fitol 208 421429 doi 101111nph13548 A taxa de cruzamento entre cromossomos homólogos e a interferência são reguladas pela adição de cromossomos não pareados específicos em brássicas Ravi M Marimuthu MP e Siddiqi I 2008 Formação de gametas sem meiose em Arabidopsis Natureza 451 11211124 doi 101038nature06557 Stack SM Shearer LA Lohmiller L and Anderson LK 2017 Crossing meiótico em heterocromatina de botão de milho Genética 205 11011112 doi 101534 genética116196089 VoelkelMeiman K Johnston C Thappeta Y Subramanian VV Hochwagen A and Macqueen AJ 2015 Aspectos separáveis de promoção de cruzamento e restrição de cruzamento da atividade de zip1 durante a meiose de levedura em brotamento PLoS Genet 11e1005335 doi 101371journalpgen1005335 Sarno R Vicq Y Uematsu N Luka M Lapierre C Carroll D et al Sun Y Ambrose JH Haughey BS Webster TD Pierrie SN Munoz DF et al 2012 Medição profunda do genoma da conversão gênica meiótica usando análise de tetrad em Arabidopsis thaliana PLoS Genet 8e1002968 doi 101371journalpgen1002968 Wang Y e Copenhaver GP 2018 Recombinação meiótica misturandose em plantas Anu Rev Plant Biol 29 577609 doi 101146annurev arplant042817040431 2020 Redistribuição de cruzamentos meióticos ao longo de cromossomos de trigo por silenciamento gênico induzido por vírus Frente Planta Sci 11635139 doi 103389 Talbert PB e Henikoff S 2020 O que faz um centrômero Exp Célula Res 389111895 doi 101016jyexcr2020111895 2010 Conversão gênica generalizada em núcleos centrômeros PLoS Biol 8e1000327 doi 101371journalpbio1000327 Wang M Wang K Tang D Wei C Li M Shen Y et al 2010 A proteína do elemento central ZEP1 do complexo sinaptonêmico regula o número de cruzamentos durante a meiose no arroz Célula Vegetal 22 417430 doi 101105tpc109070789 SeguelaArnaud M Crismani W Larcheveque C Mazel J Froger N Choinard S et al 2015 Múltiplos mecanismos limitam os crossovers meióticos top3alpha e dois homólogos BLM antagonizam os crossovers em paralelo ao FANCM Proc Nacional Acad Sci EUA 112 47134718 doi 101073 Sommermeyer V Beneut C Chaplais E Serrentino ME and Borde V Su H Liu Y Liu C Shi Q Huang Y e Han F 2019 Repetições satélite de centrômeros sofreram mudanças rápidas em subgenomas poliplóides de trigo Underwood CJ Choi K Lambing C Zhao X Serra H Borges F et ai Ciclo celular 14 305314 doi 104161153841012014991185 Ampliando a recombinação em todo o genoma e remodelando as paisagens cruzadas em brássicas PLoS Genet 13e1006794 doi 101371journalpgen1006794 Robert T Nore A Brun C Maffre C Crimi B Bourbon HM et ai Wijnker E James GV Ding J Becker F Klasen JR Rawat V et ai Genética 213 771787 doi 101534genética119302406 Sci EUA 115 24372442 doi 101073pnas1713071115 Nacional Acad Sci EUA 104 67526757 doi 101073pnas0701861104 Suay L Zhang D Eber F Jouy H Lode M Huteau V et ai 2014 Robine N Uematsu N Amiot F Gidrol X Barillot E Nicolas A et ai Prosee RF Wenda JM e Steiner FA 2020 Adaptações para a função do centrômero na meiose Ensaios Bioquímica 64 193203 doi 101042EBC20190076 Genoma Res 28 519531 doi 101101gr227116117 Sprink T e Hartung F 2014 O destino de splicing dos genes SPO11 da planta Vrielynck N Chambon A Vezon D Pereira L Chelysheva L De Muyt A et ai 2016 Um complexo tipo DNA topoisomerase VI inicia a recombinação meiótica Ciência 351 939943 doi 101126scienceaad5196 2017 Sites de programação de cruzamentos meióticos usando proteínas de fusão Spo11 Raz A DahanMeir T MelamedBessudo C Leshkowitz D and Levy AA Stanzione M Baumann M Papanikos F Dereli I Lange J Ramlal A et ai 2016 A formação de quebra de DNA meiótico requer a proteína de ligação ao eixo do cromossomo não sinapse IHO1 CCDC36 em camundongos Nat Cell Biol Taagen E Bogdanove AJ e Sorrells ME 2020 Contando com cruzamentos recombinação controlada para melhoramento de plantas Tendências Plant Sci 25 455465 doi 101016 jtplants201912017 Shi J Wolf SE Burke JM Presting GG RossIbarra J e Dawe RK Wang C Liu Q Shen Y Hua Y Wang J Lin J et al 2019a Sementes clonais de arroz híbrido por engenharia genômica simultânea de genes de meiose e fertilização Nat Biotecnologia 37 283286 doi 101038 Sidhu GK Fang C Olson MA Falque M Martin OC e Pawlowski WP 2015 Padrões de recombinação em milho revelam limites para a homeostase cruzada Proc Nacional Acad Sci EUA 112 1598215987 doi 101073pnas1514265112 fpls2020635139 Steiner FA e Henikoff S 2015 Diversidade na organização da cromatina centromérica atual Opinião Genet Dev 31 2835 doi 101016jgde201503010 Tan F Zhou C Zhou Q Zhou S Yang W Zhao Y et al 2016 A análise dos reguladores da cromatina revela características específicas das vias de metilação do DNA do arroz Plant Physiol 171 20412054 doi 101104pp1600393 Machine Translated by Google 201205075x Zhang L Kohler S RilloBohn R e Dernburg AF 2018 Uma rede de sinalização compartimentada medeia o controle de cruzamento na meiose elife 7e30789 doi 107554eLife30789001 A topoisomerase II medeia a interferência de cruzamento meiótico Natureza 511 551556 doi 101038natureza13442 genet331603 Formação de complexo sinaptonêmico mediado por interferência com designação de cruzamento incorporado Proc Nacional Acad Sci EUA 111 E5059E5068 doi 101073pnas1416411111 Genes Dev 31 306317 doi 101101gad295501116 sqb201277014936 Julho 2021 Volume 12 Artigo 708948 tpc113117846 Religação da Meiose para Melhoria de Culturas Fronteiras na Ciência Vegetal wwwfrontiersinorg 15 Kuo et ai Wijnker E Van Dun K De Snoo CB Lelivelt CL Keurentjes JJ Naharudin NS e outros 2012 Reprodução reversa em Arabidopsis thaliana Zhang J Pawlowski WP e Han F 2013 O pareamento de centrômeros na prófase meiótica inicial requer centrômeros ativos e precede a instalação de 44 467470 doi 101038ng2203 Yelina NE Lambing C Hardcastle TJ Zhao X Santos B and Henderson IR 2015 A metilação do DNA epigeneticamente silencia os pontos quentes de cruzamento e controla os domínios cromossômicos da recombinação meiótica em Arabidopsis Genes Dev 29 21832202 doi 101101gad270876115 nº 201733 Zapata L Ding J Willing EM Hartwig B Bezdan D Jiao WB et al 9 15351538 doi 101016jmolp201607005 EUA 113 E4052E4060 doi 101073pnas1607532113 O revisor SH declarou uma coautoria anterior com um dos autores CL ao editor responsável 2018 O número de quebras de fita dupla meiótica influencia a distribuição de cruzamento em Arabidopsis Célula Vegetal 30 26282638 doi 101105tpc1800531 O gene de formação de Arabidopsis thaliana DSB AtDFO é necessário para a formação de quebra de fita dupla meiótica Planta J 72 271281 doi 101111j1365313X O uso distribuição ou reprodução em outros fóruns é permitido desde que os autores originalis e os proprietários dos direitos autorais sejam creditados e que a publicação original nesta revista seja citada de acordo com a prática acadêmica aceita 2021 O direcionamento CRISPR de MEIOTICTOPOISOMERASE VIBdCas9 para um hotspot de recombinação é insuficiente para aumentar a frequência de cruzamento em Arabidopsis bioRxiv Préimpressão doi 10110120210201429210 Zickler D e Kleckner N 1999 Cromossomos meióticos integrando estrutura e função Anu Rev Genet 33 603754 doi 101146annurev gera linhagens parentais homozigóticas a partir de uma planta heterozigótica Nat Genet Zhang L Wang S Yin S Hong S Kim KP e Kleckner N 2014b Wu X e Zhang Y 2017 Desmetilação de DNA ativa mediada por TET mecanismo função e além Nat Rev Genet 18 517534 doi 101038 Yu H Wang M Tang D Wang K Chen F Gong Z et al 2010 OsSPO111 é essencial tanto para o emparelhamento de cromossomos homólogos quanto para a formação de cruzamento em arroz Cromossoma 119 625636 doi 101007s0041201002847 Zhang H e Zhu JK 2012 Desmetilação ativa do DNA em plantas e animais Porto da Primavera Fria Sintoma Quant Biol 77 161173 doi 101101 Ziolkowski PA Underwood CJ Lambing C MartinezGarcia M Lawrence EJ Ziolkowska L et al 2017 Variação natural e dosagem da ligase meiótica E3 HEI10 controlam a recombinação cruzada de Arabidopsis o complexo sinaptonêmico em milho Célula Vegetal 25 39003909 doi 101105 Xue Z Li Y Zhang L Shi W Zhang C Feng M et al 2016 OsMTOPVIB promove a formação de quebra de fita dupla de DNA meiótico em arroz Mol Plantar 2016 A montagem cromossômica de Arabidopsis thaliana Ler revela a extensão dos polimorfismos de translocação e inversão Proc Nacional Acad Sci Conflito de interesse Os autores declaram que a pesquisa foi realizada na ausência de qualquer relação comercial ou financeira que pudesse ser interpretada como um potencial conflito de interesse Xue M Wang J Jiang L Wang M Wolfe S Pawlowski WP et al Zhang C Song Y Cheng ZH Wang YX Zhu J Ma H e outros 2012 Zhang L Espanha E De Muyt A Zickler D and Kleckner NE 2014a Copyright 2021 Kuo Da Ines e Lambing Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da Creative Commons Attribution License CC BY Yelina NE GonzalezJorge S Hirsz D Yang Z and Henderson IR Zhu J Kapoor A Sridhar VV Agius F e Zhu JK 2007 A DNA glicosilaseliase ROS1 funciona na poda dos padrões de metilação do DNA em Arabidopsis atual Biol 17 5459 doi 101016jcub200610059 Não é permitido nenhum uso distribuição ou reprodução que não esteja em conformidade com estes termos Machine Translated by Google KUO Alobote et al Religando a Meiose para a Cultura Melhoria Alemanha Plant Cell Biology 2021 Insira neste campo seu nome completo sem parênteses1 RESUMO O respectivo artigo aborda sobre a meiose e sua função onde a recombinação meiótica impulsiona a evolução do genoma e é uma ferramenta poderosa para os criadores criarem novas variedades importantes para a segurança alimentar Modificar a recombinação meiótica tem o potencial de acelerar o melhoramento de plantas mas também pode ter efeitos prejudiciais no desempenho da planta quebrando as ligações genéticas benéficas O trabalho buscou uma melhor compreensão dos processos que envolvem a meiose para desenvolver novas estratégias para facilitar o melhoramento de plantas Concluiuse que o progresso recente em tecnologias de recombinação direcionada aumenta significativamente a capacidade de manipular a meiose PALAVRASCHAVE Meiose Recombinação Melhoramento RESENHA O presente trabalho iniciase abordando a respeito da recombinação meiótica e da sua importância para a variabilidade genética onde de início o autor deixa explicito informações básicas sobre esse processo usando uma linguagem acessível e de fácil compreensão até para aqueles que não possuem afinidade com a área de estudo do artigo Dentro do tópico de recombinação é mencionado por Mercier et al 2015 que processos de crossing over são importantes para possibilitar uma nova diversidade genética e esse é usado durante estratégias de melhoramento para romper ligação entre os genes possibilitando a remoção de elementos genéticos desfavoráveis ou aprimorando o mapeamento de locus de características quantitativas Todavia não é mencionado ao longo do texto de forma mais ampla como isso poderia ocorrer de forma induzida 1 Insira neste campo sua titulação curso e universidade exemplo Graduanda em Economia Universidade de São Paulo É tratado ainda sobre a proteína SPO 11 que em um complexo resulta em quebras de fita dupla para começar a recombinação meiótica O autor menciona um estudo interessante de autoria de Sprink e Hartung do ano de 2014 onde foi visto que entre espécies vegetais o número de ortólogos varia muito Em Arabidopsis thaliana uma planta com flor de pequeno porte e encontrada na Europa e Ásia três parálogos de SPO11 são identificados mas apenas SPO111 e SPO112 estão envolvidos na formação meiótica Curiosamente esse estudo mencionado demonstra que há uma maior necessidade em trabalhos voltados para a genética vegetal pois o alto número de parálogos de SPO11 em plantas torna a engenharia genética para controlar a recombinação meiótica mais desafiadora necessitando ser mais explorada Com relação a influência da heterocromatina e centrômeros na meiose o autor destaca que apesar do processo de crossing over CO ser supresso sobre a heterocromatina foi detectado um número substancial de DSBs em regiões heterocromáticas o que demonstra que conforme o autor menciona mais adiante a recombinação pode não ser totalmente suprimida na heterocromatina e centrômeros É evidenciado na página 4 do trabalho que apesar da alta homologia de sequências de DNA as interações primordiais dos centrômeros são resultantes pela estrutura local da cromatina e também por proteínas centroméricas Sendo assim as primeiras associações dos centrômeros são fortemente dependentes do enriquecimento de coenzima REC 8 e da organização das repetições de DNA nos centrômeros Identificouse diversos fatores desfavoráveis que afetam os COs por meio de redundância não funcional É citado um exemplo de Fernandes et al 2018 onde ele menciona que mutações em helicase ou em helicase recq4 e figl1flip AAAATPase causa uma elevação 10 vezes maior no processo de CO em diferentes intervalos genéticos nos casos de consanguinidade em plantas Arabidopsis thaliana Observouse ainda que a recombinação de direcionamento é potencialmente uma estratégia preferida em comparação com uma mudança em todo o genoma na frequência de CO Ao final do trabalho o autor observou que o fenômeno conhecido por vigor híbrido ou heterose é amplamente utilizado pelos melhoristas para produzir variedades de elite com melhor qualidade de campo Apesar disso não podem ser mantidos de forma estável devido as combinações de alelos serem reorganizadas por recombinação genética durante a meiose antes de serem transmitidas à prole O mesmo cita ter vários insights e que a compreensão da meiose está na tradução Particularmente considero a leitura tranquila para alunos de graduação após um certo tempo de curso visto que apesar de inicio o mesmo ter uma linguagem acessível ao longo do artigo essa vai necessitando de maior conhecimento dentro da genética e seus processos