The rainbow trout genome provides novel insights into evolution after whole-genome duplication in vertebrates

Camille Berthelot(Centre National de la Recherche Scientifique), Frédéric Brunet(Université Claude Bernard Lyon 1), Domitille Chalopin(Université Claude Bernard Lyon 1), Amélie Juanchich(Laboratoire de Physiologie et Génomique des Poissons), Maria Bernard(Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives), Benjamin Noël(Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives), Pascal Bento(Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives), Corinne Da Silva(Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives), Karine Labadie(Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives), Adriana Alberti(Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives), Jean‐Marc Aury(Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives), Alexandra Louis(Centre National de la Recherche Scientifique), Patrice Déhais(Institut National de la Recherche Agronomique), Philippe Bardou(Institut National de la Recherche Agronomique), Jérôme Montfort(Laboratoire de Physiologie et Génomique des Poissons), Christophe Klopp(Institut National de la Recherche Agronomique), Cédric Cabau(Institut National de la Recherche Agronomique), Christine Gaspin(Génétique Physiologie et Systèmes d'Elevage), Gary H. Thorgaard(Washington State University), Mekki Boussaha(Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement), Edwige Quillet(Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement), René Guyomard(Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement), Delphine Galiana-Arnoux(Université Claude Bernard Lyon 1), Julien Bobe(Laboratoire de Physiologie et Génomique des Poissons), Jean‐Nicolas Volff(Université Claude Bernard Lyon 1), Carine Genêt(Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement), Patrick Wincker(Centre National de la Recherche Scientifique), Olivier Jaillon(Centre National de la Recherche Scientifique), Hugues Roest Crollius(Centre National de la Recherche Scientifique), Yann Guiguen(Laboratoire de Physiologie et Génomique des Poissons)
Nature Communications
April 22, 2014
Cited by 1,048Open Access
Full Text

Abstract

Vertebrate evolution has been shaped by several rounds of whole-genome duplications (WGDs) that are often suggested to be associated with adaptive radiations and evolutionary innovations. Due to an additional round of WGD, the rainbow trout genome offers a unique opportunity to investigate the early evolutionary fate of a duplicated vertebrate genome. Here we show that after 100 million years of evolution the two ancestral subgenomes have remained extremely collinear, despite the loss of half of the duplicated protein-coding genes, mostly through pseudogenization. In striking contrast is the fate of miRNA genes that have almost all been retained as duplicated copies. The slow and stepwise rediploidization process characterized here challenges the current hypothesis that WGD is followed by massive and rapid genomic reorganizations and gene deletions. Although whole-genome duplications (WGDs) are rare events, they have an important role in shaping vertebrate evolution. Here, the authors sequence the rainbow trout genome and show that rediploidization after WGD occurs in a slow and stepwise manner.


Related Papers