Ancient hybridizations among the ancestral genomes of bread wheat
T. Marcussen
(1)
,
S. Sandve
(1)
,
L. Heier
(2)
,
M. Spannagl
(3, 4)
,
M. Pfeifer
(4, 3)
,
K. Jakobsen
,
B. Wulff
(5)
,
B. Steuernagel
(5)
,
K. Mayer
(3, 4)
,
O.-A. Olsen
,
J. Rogers
,
J. Dole el
,
C. Pozniak
,
K. Eversole
(6)
,
C. Feuillet
(7)
,
B. Gill
,
B. Friebe
,
A. Lukaszewski
,
Pierre Sourdille
(8)
,
T. Endo
,
M. Kubalakova
(9)
,
J. ihalikova
,
Z. Dubska
,
J. Vrana
(9)
,
R. perkova
,
H. imkova
,
M. Febrer
,
L. Clissold
,
K. Mclay
,
K. Singh
(10)
,
P. Chhuneja
,
N. Singh
,
J. Khurana
,
E. Akhunov
,
F. Choulet
(11, 8)
,
A. Alberti
(12)
,
Valérie Barbe
(13)
,
P. Wincker
(14)
,
H. Kanamori
(15)
,
F. Kobayashi
,
T. Itoh
,
T. Matsumoto
(16)
,
H. Sakai
(17)
,
T. Tanaka
(18)
,
J. Wu
(19)
,
Y. Ogihara
,
H. Handa
,
P. Maclachlan
,
A. Sharpe
,
D. Klassen
,
D. Edwards
,
J. Batley
(20)
,
S. Lien
(1)
,
M. Caccamo
,
S. Ayling
,
R. Ramirez-Gonzalez
,
B. Clavijo
,
J. Wright
(21)
,
M. Martis
,
M. Mascher
,
J. Chapman
,
J. Poland
,
U. Scholz
,
K. Barry
,
R. Waugh
,
D. Rokhsar
,
G. Muehlbauer
,
N. Stein
(22)
,
H. Gundlach
,
M. Zytnicki
,
Véronique Jamilloux
(23)
,
H. Quesneville
(23)
,
T. Wicker
(24)
,
P. Faccioli
,
M. Colaiacovo
,
A. Stanca
,
H. Budak
,
L. Cattivelli
(25)
,
N. Glover
(8)
,
L. Pingault
(8)
,
E. Paux
(8)
,
S. Sharma
(26)
,
R. Appels
(27)
,
M. M. Bellgard
(28)
,
B. Chapman
(29)
,
T. Nussbaumer
(30)
,
K. Bader
,
H. Rimbert
(31)
,
S. Wang
,
R. Knox
,
A. Kilian
(32)
,
M. Alaux
,
F. Alfama
,
L. Couderc
,
N. Guilhot
(8)
,
C. Viseux
,
M. Loaec
,
B. Keller
(33)
,
S. Praud
(34)
1
NMBU -
Norwegian University of Life Sciences
2 Helmholtz Zentrum München = German Research Center for Environmental Health
3 Helmholtz Centre Munich
4 Plant Genome and Systems Biology, Helmholtz Zentrum München
5 John Innes Centre [Norwich]
6 Eversole Associates
7 Bayer Corporation
8 GDEC - Génétique Diversité et Ecophysiologie des Céréales
9 IEB / CAS - Institute of Experimental Botany of the Czech Academy of Sciences
10 LadHyX - Laboratoire d'hydrodynamique
11 LCE - Laboratoire Chrono-environnement (UMR 6249)
12 IMM - Istituto per la Microelettronica e Microsistemi [Catania]
13 IG - Institut de Génomique d'Evry
14 SEG - Structure et évolution des génomes
15 Seismological Laboratory
16 JAMSTEC - Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
17 Department of Physics, University of Tokyo
18 NIES - National Institute for Environmental Studies
19 Université de Lille, Sciences et Technologies
20 UWA - The University of Western Australia
21 -
22 Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research
23 URGI - Unité de Recherche Génomique Info
24 LEGS - Laboratoire Evolution, Génomes et Spéciation
25 Consiglio per la Ricerca e Sperimentazione in Agricoltura
26 Climate Research Division [Toronto]
27 School of Biosciences
28 Centre for Comparative Genomics
29 JPL - Jet Propulsion Laboratory
30 Plant Genome and Systems Biology
31 BIOGEMMA
32 DArT P/L - Diversity Arrays Technology Pty Ltd
33 Institute of plant biology
34 BIOGEMMA
2 Helmholtz Zentrum München = German Research Center for Environmental Health
3 Helmholtz Centre Munich
4 Plant Genome and Systems Biology, Helmholtz Zentrum München
5 John Innes Centre [Norwich]
6 Eversole Associates
7 Bayer Corporation
8 GDEC - Génétique Diversité et Ecophysiologie des Céréales
9 IEB / CAS - Institute of Experimental Botany of the Czech Academy of Sciences
10 LadHyX - Laboratoire d'hydrodynamique
11 LCE - Laboratoire Chrono-environnement (UMR 6249)
12 IMM - Istituto per la Microelettronica e Microsistemi [Catania]
13 IG - Institut de Génomique d'Evry
14 SEG - Structure et évolution des génomes
15 Seismological Laboratory
16 JAMSTEC - Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
17 Department of Physics, University of Tokyo
18 NIES - National Institute for Environmental Studies
19 Université de Lille, Sciences et Technologies
20 UWA - The University of Western Australia
21 -
22 Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research
23 URGI - Unité de Recherche Génomique Info
24 LEGS - Laboratoire Evolution, Génomes et Spéciation
25 Consiglio per la Ricerca e Sperimentazione in Agricoltura
26 Climate Research Division [Toronto]
27 School of Biosciences
28 Centre for Comparative Genomics
29 JPL - Jet Propulsion Laboratory
30 Plant Genome and Systems Biology
31 BIOGEMMA
32 DArT P/L - Diversity Arrays Technology Pty Ltd
33 Institute of plant biology
34 BIOGEMMA
K. Jakobsen
- Fonction : Auteur
O.-A. Olsen
- Fonction : Auteur
J. Rogers
- Fonction : Auteur
J. Dole el
- Fonction : Auteur
C. Pozniak
- Fonction : Auteur
B. Gill
- Fonction : Auteur
B. Friebe
- Fonction : Auteur
A. Lukaszewski
- Fonction : Auteur
Pierre Sourdille
- Fonction : Auteur
- PersonId : 749552
- IdHAL : pierre-sourdille
- ORCID : 0000-0002-1027-2224
- IdRef : 139291075
T. Endo
- Fonction : Auteur
J. ihalikova
- Fonction : Auteur
Z. Dubska
- Fonction : Auteur
R. perkova
- Fonction : Auteur
H. imkova
- Fonction : Auteur
M. Febrer
- Fonction : Auteur
L. Clissold
- Fonction : Auteur
K. Mclay
- Fonction : Auteur
P. Chhuneja
- Fonction : Auteur
N. Singh
- Fonction : Auteur
J. Khurana
- Fonction : Auteur
E. Akhunov
- Fonction : Auteur
Valérie Barbe
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1187196
- IdHAL : valerie-barbe
- ORCID : 0000-0002-8162-3343
P. Wincker
- Fonction : Auteur
- PersonId : 757160
- IdHAL : patrick-wincker
- ORCID : 0000-0001-7562-3454
F. Kobayashi
- Fonction : Auteur
T. Itoh
- Fonction : Auteur
T. Tanaka
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756461
- ORCID : 0000-0002-4383-0368
Y. Ogihara
- Fonction : Auteur
H. Handa
- Fonction : Auteur
P. Maclachlan
- Fonction : Auteur
A. Sharpe
- Fonction : Auteur
D. Klassen
- Fonction : Auteur
D. Edwards
- Fonction : Auteur
M. Caccamo
- Fonction : Auteur
S. Ayling
- Fonction : Auteur
R. Ramirez-Gonzalez
- Fonction : Auteur
B. Clavijo
- Fonction : Auteur
M. Martis
- Fonction : Auteur
M. Mascher
- Fonction : Auteur
J. Chapman
- Fonction : Auteur
J. Poland
- Fonction : Auteur
U. Scholz
- Fonction : Auteur
K. Barry
- Fonction : Auteur
R. Waugh
- Fonction : Auteur
D. Rokhsar
- Fonction : Auteur
G. Muehlbauer
- Fonction : Auteur
H. Gundlach
- Fonction : Auteur
M. Zytnicki
- Fonction : Auteur
Véronique Jamilloux
- Fonction : Auteur
- PersonId : 185138
- IdHAL : veronique-jamilloux
- ORCID : 0000-0002-6898-4910
H. Quesneville
- Fonction : Auteur
- PersonId : 740908
- IdHAL : anna-sophie-fiston-lavier
- ORCID : 0000-0002-7306-6532
- IdRef : 137543158
P. Faccioli
- Fonction : Auteur
M. Colaiacovo
- Fonction : Auteur
A. Stanca
- Fonction : Auteur
H. Budak
- Fonction : Auteur
K. Bader
- Fonction : Auteur
H. Rimbert
- Fonction : Auteur
- PersonId : 746285
- IdHAL : helene-rimbert
- ORCID : 0000-0002-2288-6864
S. Wang
- Fonction : Auteur
R. Knox
- Fonction : Auteur
M. Alaux
- Fonction : Auteur
F. Alfama
- Fonction : Auteur
L. Couderc
- Fonction : Auteur
C. Viseux
- Fonction : Auteur
M. Loaec
- Fonction : Auteur
Résumé
The allohexaploid bread wheat genome consists of three closely related subgenomes (A, B, and D), but a clear understanding of their phylogenetic history has been lacking. We used genome assemblies of bread wheat and five diploid relatives to analyze genome-wide samples of gene trees, as well as to estimate evolutionary relatedness and divergence times. We show that the A and B genomes diverged from a common ancestor similar to 7 million years ago and that these genomes gave rise to the D genome through homoploid hybrid speciation 1 to 2 million years later. Our findings imply that the present-day bread wheat genome is a product of multiple rounds of hybrid speciation (homoploid and polyploid) and lay the foundation for a new framework for understanding the wheat genome as a multilevel phylogenetic mosaic.