Dogrose (Rosa canina), den ville roseplantearten, har et pentaploidt genom med 35 kromosomer. Den har et oddetall kromosomer, men den kan formere seg seksuelt takket være en unik form for celle divisjon kalles «Canina-meiose» der bare to sett med kromosomer gjennomgår regelmessig meiotisk deling, mens resten av 21 kromosomer beholdes asymmetrisk av eggcellen. Befruktning av det tetraploide egget av det haploide pollenet resulterer i pentaploide avkom. Mekanismen bak denne asymmetriske meiosen sett hos dogrose var ukjent. I en nylig studie fant forskere at sentromerstørrelser spiller en avgjørende rolle i å bestemme om et kromosom vil danne toverdig eller forbli uparret. Kromosomer med mindre sentromerstørrelse danner par og deler seg symmetrisk, mens kromosomer med store sentromerstørrelser forblir uparret og beholdes av eggcellene. Dette er viktig for planteforedling fordi å gjøre passende endringer i sentromerstørrelser vil bety arv av et ønsket kromosom.
Antall kromosomer hos avkommet må forbli det samme som hos foreldrene for kontinuitet og integritet i genbassenget. For å sikre dette gjennomgår gonader hos de fleste høyerestående dyr og planter symmetrisk meiotisk celledeling, noe som resulterer i produksjon av haploide gameter som inneholder like mange kromosomer (n), slik at det opprinnelige diploide antallet (2n) gjenopprettes i zygoten etter befruktning av eggcellen av den mannlige gameten. For eksempel har mennesker 23 par (2n = 46) kromosomer. Meiosedeling i gonader produserer symmetrisk haploide egg og sædceller med (n = 23), slik at det opprinnelige diploide antallet (2n = 46) gjenopprettes i zygoten etter befruktning. Dette er tilfelle med de fleste seksuelt reproduserende plante- og dyrearter. De har et partall kromosomer. Seksuell reproduksjon hos dogrose er imidlertid unik.
Dogrose (Rosa canina), den vanlige klatrende villroseplanten, har et pentaploidt genom, nemlig fem sett med kromosomer, hvert sett har 7 kromosomer. Planten har et oddetall kromosomer på totalt 35, men den kan formere seg seksuelt ved hjelp av en asymmetrisk form for meiotisk celledeling kalt «Canina meiose», der bare to sett (=14) med kromosomer danner bivalenter og gjennomgår regelmessig meiotisk deling, mens resten av kromosomene (=21) beholdes av eggcellen.
I Canina meiose forblir noen kromosomer uparede (univalente), mens noen danner par (bivalente). De uparede kromosomene elimineres i spermatogenesen, noe som resulterer i et haploidt pollenkorn med kun de bivalente kromosomene. I oogenesen, derimot, er egget celle mottar ett sett med bivalent-avledede kromosomer og alle 21 uparede kromosomer, noe som gjør eggcellen tetraploid. Befruktning av den tetraploide eggcellen med haploid pollen (med de bivalent-avledede kromosomene) gjenoppretter det pentaploide (5n) genomet i avkommet. Dermed er dogrose-avkommet i stor grad klonet og delvis reprodusert seksuelt. Denne unike formen for reproduksjon har vært kjent i et århundre, men mekanismen har vært ukjent.
I en nylig studie undersøkte forskere hvordan målrettet transport av de uparede kromosomene inn i eggcellene foregår under oogenesen hos dogrose. De fant involvering av sentromerstørrelser i kromosomene. Større sentromerer ble hovedsakelig funnet i uparede kromosomer, mens bivalentdannende sentromerer var beriket med retrotransposoner. Bevis tyder på at sentromerstørrelsen til et kromosom avgjør om kromosomet vil danne bivalent eller forbli uparet for å bli beholdt i eggcellen under asymmetrisk oogenese. Kromosomer med små sentromerstørrelser danner bivalenter og gjennomgår symmetrisk deling, mens de med store sentromerstørrelser forblir uparede og beholdes asymmetrisk i eggcellen. Dette er viktig for planteforedling fordi å gjøre passende endringer i sentromerstørrelser ville bety arv av et ønsket kromosom.
***
Referanser:
- Lunerová J., et al. 2020. Asymmetrisk canina meiose ledsages av ekspansjon av en pericentromer satellitt i ikke-rekombinerende univalente kromosomer i slekten Rosa. Annals of Botany, bind 125, utgave 7, 4. juni 2020, sider 1025–1038, publisert: 25. februar 2020. DOI: https://doi.org/10.1093/aob/mcaa028
- Herklotz, V., Zhang, M., Nascimento, T. et al. Bimodale sentromerer i pentaploide dogroses belyser deres unike meiose. Nature (2025). Publisert 18. juni 2025. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09171-z
- Max-Planck-Gesellschaft. DRIVE TO SURVIVE: Den tilsynelatende umulige reproduksjonen av dogrose avhenger av et sentromertriks. Publisert 18. juni 2025. Tilgjengelig på https://www.mpipz.mpg.de/pr-marques-2025-06-en
***
