Введение
Состояние, при котором клетки организма имеют более двух парных наборов хромосом. Полиплоидия – это состояние, при котором клетки организма имеют более одной пары (гомологичных) хромосом. Большинство видов, клетки которых имеют ядра (эукариоты), являются диплоидными, то есть у них есть два полных набора хромосом, по одному от каждого из двух родителей; каждый набор содержит одинаковое количество хромосом, и хромосомы объединены в пары гомологичных хромосом. Однако некоторые организмы являются полиплоидными. Полиплоидия особенно распространена у растений. Большинство эукариотов имеют диплоидные соматические клетки, но производят гаплоидные гаметы (яйцеклетки и сперматозоиды) посредством мейоза. Моноплоид имеет только один набор хромосом, и этот термин обычно применяется только к клеткам или организмам, которые обычно являются диплоидными. Например, самцы пчел и других перепончатокрылых моноплоидны. В отличие от животных, растения и многоклеточные водоросли имеют жизненный цикл с двумя чередующимися многоклеточными поколениями. Поколение гаметофитов гаплоидно и производит гаметы путем митоза; поколение спорофитов диплоидно и производит споры путем мейоза. Полиплоидия может возникать в результате аномального деления клеток, либо во время митоза, либо чаще из-за нерасхождения хромосом во время мейоза или в результате оплодотворения яйцеклетки более чем одним сперматозоидом. Кроме того, она может быть индуцирована в растениях и клеточных культурах некоторыми химическими веществами: наиболее известным является колхицин, который может привести к удвоению хромосом, хотя его использование может иметь и другие, менее очевидные последствия. Оризалин также удваивает существующее содержание хромосом. У млекопитающих высокая частота полиплоидных клеток встречается в таких органах, как мозг, печень, сердце и костный мозг. Она также встречается в соматических клетках других животных, таких как золотая рыбка, лосось и саламандры. Она распространена среди папоротников и цветковых растений (см. Hibiscus rosa sinensis), включая как дикие, так и культивируемые виды. Например, пшеница, после тысячелетий гибридизации и модификации человеком, имеет сорта, которые являются диплоидными (два набора хромосом), тетраплоидными (четыре набора хромосом) – известные как твердая или макаронная пшеница, и гексаплоидными (шесть наборов хромосом) – известные как хлебная пшеница. Многие сельскохозяйственно важные растения рода Brassica также являются тетраплоидами. У сахарного тростника может быть уровень плоидности выше, чем октаплоидный. Полиплоидизация может быть механизмом симпатрического видообразования, поскольку полиплоиды обычно не способны скрещиваться со своими предками-диплоидами. Примером является растение Erythranthe peregrina. Последовательность подтвердила, что этот вид произошел от E. × robertsii, стерильного триплоидного гибрида между E. guttata и E. lutea, которые были интродуцированы и натурализовались в Соединенном Королевстве. Новые популяции E. peregrina возникли на шотландском материке и на Оркнейских островах в результате дупликации генома от местных популяций E. × robertsii. Благодаря редкой генетической мутации E. peregrina не стерильна. С другой стороны, полиплоидизация также может быть механизмом своеобразного «обратного видообразования», при котором восстанавливается поток генов после события полиплоидизации, даже между линиями, которые ранее не испытывали потока генов в качестве диплоидов. Это было подробно описано на геномном уровне у Arabidopsis arenosa и Arabidopsis lyrata. Каждый из этих видов пережил независимые события автополиплоидии (внутривидовой полиплоидии, описанной ниже), которые затем позволили последующий межвидовой поток генов адаптивных аллелей, в данном случае стабилизируя каждую молодую полиплоидную линию. Такая полиплоидия, способствующая адаптивной интрогрессии, может позволить полиплоидам выступать в качестве «аллельных губок», накапливая скрытую геномную вариацию, которая может быть использована при столкновении с последующими экологическими проблемами.
Polyploidy is a condition in which the cells of an organism have more than one pair of (homologous) chromosomes. Most species whose cells have nuclei (eukaryotes) are diploid, meaning they have two complete sets of chromosomes, one from each of two parents; each set contains the same number of chromosomes, and the chromosomes are joined in pairs of homologous chromosomes. However, some organisms are polyploid. Polyploidy is especially common in plants. Most eukaryotes have diploid somatic cells, but produce haploid gametes (eggs and sperm) by meiosis. A monoploid has only one set of chromosomes, and the term is usually only applied to cells or organisms that are normally diploid. Males of bees and other Hymenoptera, for example, are monoploid. Unlike animals, plants and multicellular algae have life cycles with two alternating multicellular generations. The gametophyte generation is haploid, and produces gametes by mitosis; the sporophyte generation is diploid and produces spores by meiosis. Polyploidy may occur due to abnormal cell division, either during mitosis, or more commonly from the failure of chromosomes to separate during meiosis or from the fertilization of an egg by more than one sperm. In addition, it can be induced in plants and cell cultures by some chemicals: the best known is colchicine, which can result in chromosome doubling, though its use may have other less obvious consequences as well. Oryzalin will also double the existing chromosome content. Among mammals, a high frequency of polyploid cells is found in organs such as the brain, liver, heart, and bone marrow. It also occurs in the somatic cells of other animals, such as goldfish, salmon, and salamanders. It is common among ferns and flowering plants (see Hibiscus rosa sinensis), including both wild and cultivated species. Wheat, for example, after millennia of hybridization and modification by humans, has strains that are diploid (two sets of chromosomes), tetraploid (four sets of chromosomes) with the common name of durum or macaroni wheat, and hexaploid (six sets of chromosomes) with the common name of bread wheat. Many agriculturally important plants of the genus Brassica are also tetraploids. Sugarcane can have ploidy levels higher than octaploid. Polyploidization can be a mechanism of sympatric speciation because polyploids are usually unable to interbreed with their diploid ancestors. An example is the plant Erythranthe peregrina. Sequencing confirmed that this species originated from E. × robertsii, a sterile triploid hybrid between E. guttata and E. lutea, both of which have been introduced and naturalised in the United Kingdom. New populations of E. peregrina arose on the Scottish mainland and the Orkney Islands via genome duplication from local populations of E. × robertsii. Because of a rare genetic mutation, E. peregrina is not sterile. On the other hand, polyploidization can also be a mechanism for a kind of 'reverse speciation', whereby gene flow is enabled following the polyploidy event, even between lineages that previously experienced no gene flow as diploids. This has been detailed at the genomic level in Arabidopsis arenosa and Arabidopsis lyrata. Each of these species experienced independent autopolyploidy events (within species polyploidy, described below), which then enabled subsequent interspecies gene flow of adaptive alleles, in this case stabilising each young polyploid lineage. Such polyploidy enabled adaptive introgression may allow polyploids at act as 'allelic sponges', whereby they accumulate cryptic genomic variation that may be recruited upon encountering later environmental challenges.
Автополиплоидия
Автополиплоиды – полиплоиды с множеством наборов хромосом, происходящих из одного таксона. Два примера природных автополиплоидов – растение-позвоночник Tolmiea menzisii и белый осетр Acipenser transmontanum. В большинстве случаев автополиплоидия возникает в результате слияния нередуцированных (2n) гамет, что приводит к образованию триплоидного (n + 2n = 3n) или тетраплоидного (2n + 2n = 4n) потомства. Триплоидные потомки обычно стерильны (как в случае триплоидного блока), но в некоторых случаях они могут производить высокую долю нередуцированных гамет и тем самым способствовать формированию тетраплоидов. Этот путь к тетраплоидии называется триплоидным мостом. В сельскохозяйственных системах аутотриплоидия может приводить к бессемянности, как у арбузов и бананов. Триплоидию также используют в рыбоводстве лосося и форели для индуцирования стерильности. Редко автополиплоиды возникают в результате спонтанного, соматического удвоения генома, что наблюдается у яблони (Malus domesticus) в виде побеговых мутаций. Это также наиболее распространенный путь искусственно индуцированной полиплоидии, когда методы, такие как слияние протопластов или обработка колхицином, оризалином или ингибиторами митоза, используются для нарушения нормального митотического деления, что приводит к образованию полиплоидных клеток. Этот процесс может быть полезен в селекции растений, особенно при попытке интрогрессии генетического материала через плоидные уровни. Автополиплоиды обладают как минимум тремя гомологичными наборами хромосом, что может приводить к высокой частоте многовалентного спаривания во время мейоза (особенно у недавно образованных автополиплоидов, также известных как неополиплоиды) и связанному с этим снижению плодовитости из-за образования анеуплоидных гамет. Естественный или искусственный отбор в пользу плодовитости может быстро стабилизировать мейоз у автополиплоидов, восстанавливая бивалентное спаривание во время мейоза. Быстрая адаптивная эволюция мейотического аппарата, приводящая к снижению уровня мультивалентов (и, следовательно, к стабильному автополиплоидному мейозу), была задокументирована у Arabidopsis arenosa и Arabidopsis lyrata, с конкретными адаптивными аллелями этих видов, общими только для эволюционировавших полиплоидов. Высокая степень гомологии между дуплицированными хромосомами обусловливает полисомное наследование у автополиплоидов. Этот признак часто используется в качестве диагностического критерия для различения автополиплоидов и аллополиплоидов, которые обычно демонстрируют дисомное наследование после стадии неополиплоида. Хотя большинство полиплоидных видов однозначно характеризуются как автополиплоидные или аллополиплоидные, эти категории представляют собой крайние точки спектра расхождения между родительскими подгеномами. Полиплоиды, занимающие промежуточное положение между этими двумя крайностями, часто называемые сегментальными аллополиплоидами, могут проявлять промежуточные уровни полисомного наследования, варьирующиеся в зависимости от локуса. Считается, что около половины всех полиплоидов являются результатом автополиплоидии, хотя многие факторы затрудняют оценку этой доли.
Аллополиплоидия
Аллополиплоиды, амфиполиплоиды или гетерополиплоиды – это полиплоиды с хромосомами, происходящими из двух или более разошедшихся таксонов. Как и при аутополиплоидии, это в основном происходит в результате слияния нередуцированных (2n) гамет, которое может происходить до или после гибридизации. В первом случае нередуцированные гаметы от каждого диплоидного таксона или редуцированные гаметы от двух автотетраплоидных таксонов объединяются, образуя аллополиплоидное потомство. Во втором случае один или несколько диплоидных гибридов F1 производят нередуцированные гаметы, которые сливаются, формируя аллополиплоидное потомство. Гибридизация с последующим удвоением генома может быть более распространенным путем к аллополиплоидии, поскольку F1-гибриды между таксонами часто демонстрируют относительно высокую частоту образования нередуцированных гамет. Расхождение между геномами двух таксонов приводит к аномальному спариванию гомологичных хромосом или неделению хромосом во время мейоза. В некоторых случаях такая гетерозиготность может оказывать благоприятный гетеротический эффект, как с точки зрения жизнеспособности в естественных условиях, так и с точки зрения желательных признаков в сельскохозяйственном контексте. Это может частично объяснить распространенность аллополиплоидии среди сельскохозяйственных культур. Хлебная пшеница и тритикале являются примерами аллополиплоидов с шестью наборами хромосом. Хлопок, арахис или киноа – аллотетраплоиды с множественным происхождением. В культуре крестоцветных «треугольник U» описывает взаимосвязь между тремя распространенными диплоидными видами Brassica (B. oleracea, B. rapa и B. nigra) и тремя аллотетраплоидами (B. napus, B. juncea и B. carinata), полученными в результате гибридизации между диплоидными видами. Аналогичная взаимосвязь существует между тремя диплоидными видами Tragopogon (T. dubius, T. pratensis и T. porrifolius) и двумя аллотетраплоидными видами (T. mirus и T. miscellus). Сложные закономерности аллополиплоидной эволюции также наблюдаются у животных, например, у лягушек рода Xenopus.
Анеуплоидный
Организмы, в которых определенная хромосома или сегмент хромосомы представлены в недостаточном или избыточном количестве, называются анеуплоидными (от греческих слов, означающих "не", "хороший" и "кратный"). Анеуплоидия – это численное изменение части хромосомного набора, в то время как полиплоидия – это численное изменение всего хромосомного набора.
Эндополиплоидия
Полиплоидия встречается в некоторых тканях животных, которые в остальном являются диплоидными, например, в мышечных тканях человека. Это явление известно как эндополиплоидия. Виды, чьи клетки не содержат ядра, то есть прокариоты, также могут быть полиплоидными, как демонстрирует крупная бактерия Epulopiscium fishelsoni. Таким образом, плоидность определяется по отношению к клетке.
Моноплоидный
Моноплоид имеет только один набор хромосом, и этот термин обычно используется только по отношению к клеткам или организмам, которые в норме диплоидны. Более общим термином для таких организмов является гаплоидный.
Неополиплоидия
Недавно образовавшийся полиплоид.
Мезополиплоидия
Это стало полиплоидным в более недавней истории; оно не такое новое, как неополиплоид, и не такое старое, как палеополиплоид. Это полиплоид среднего возраста. Часто под этим подразумевается удвоение всего генома, за которым следуют промежуточные стадии диплоидизации.
Палеополиплоидия
Древние дубликации генома, вероятно, происходили на протяжении эволюционной истории всей жизни. События дупликации, произошедшие давно в истории различных эволюционных линий, могут быть трудно обнаружить из-за последующей диплоидизации (в результате которой полиплоид со временем начинает цитогенетически вести себя как диплоид), поскольку мутации и изменения в генах постепенно делают одну копию каждой хромосомы отличной от другой. Со временем дублированные копии генов также часто накапливают мутации и становятся неактивными псевдогенами. Во многих случаях эти события можно установить только путем сравнения секвенированных геномов. Примеры неожиданных, но недавно подтвержденных древних дубликаций генома включают пекарские дрожжи (Saccharomyces cerevisiae), резуховидку Таля (Arabidopsis thaliana), рис (Oryza sativa), раннего эволюционного предка позвоночных (включая человеческую линию) и еще одну, близкую к происхождению телеостных рыб. Подготовка и изучение кариотипов – часть цитологии и, в частности, цитогенетики. Хотя репликация и транскрипция ДНК высоко стандартизированы у эукариот, то же самое нельзя сказать об их кариотипах, которые значительно варьируются между видами по количеству хромосом и детальной организации, несмотря на то, что они построены из одних и тех же макромолекул. В некоторых случаях наблюдается даже значительная вариация внутри одного вида. Эта вариабельность служит основой для ряда исследований в области, которую можно назвать эволюционной цитологией.
Гомеологические хромосомы
Гомеологичные хромосомы – это хромосомы, объединенные в результате межвидовой гибридизации и аллополиплоидизации, которые в предковой форме имели полностью гомологичные отношения. Например, твердая пшеница возникла в результате межвидовой гибридизации двух диплоидных видов трав – Triticum urartu и Aegilops speltoides. У обоих диплоидных предков было по два набора из семи хромосом, схожих по размеру и набору генов. Твердая пшеница содержит гибридный геном с двумя наборами хромосом, унаследованными от Triticum urartu, и двумя наборами хромосом, унаследованными от Aegilops speltoides. Каждая пара хромосом, происходящая от Triticum urartu, является гомеологичной соответствующей паре хромосом, происходящей от Aegilops speltoides, хотя каждая пара хромосом сама по себе является гомологичной.
Животные
Примеры у животных более распространены у беспозвоночных, таких как плоские черви, пиявки и артемии. Среди позвоночных, примеры стабильной полиплоидии включают лососевых и многих карповых (т. е. карпа). У некоторых рыб их число достигает 400. Полиплоидные ящерицы также довольно часто встречаются. Большинство из них стерильны и размножаются партеногенезом; другие, например, Liolaemus chiliensis, сохраняют половое размножение. Полиплоидные саламандры-моле (в основном триплоиды) – все женского пола и размножаются клептогенезом, «похищая» сперматофоры у диплоидных самцов родственных видов для запуска развития яйцеклетки, но не включая ДНК самцов в потомство. Хотя некоторые ткани млекопитающих, такие как паренхимальные клетки печени, являются полиплоидными, известны редкие случаи полиплоидных млекопитающих, но чаще всего они приводят к гибели плода. О восьмиконечном грызуне из суровых пустынных районов Аргентины, известном как равнинная вискача (Tympanoctomys barrerae), сообщалось как об исключении из этого «правила». Однако тщательный анализ с использованием хромосомных «красок» показывает, что в T. barrerae имеется только две копии каждой хромосомы, а не четыре, как ожидалось бы, если бы это была истинная тетраплоида. Этот грызун не крыса, а родственник морских свинок и шиншилл. Его «новый» диплоидный (2n) набор равен 102, поэтому его клетки примерно в два раза больше обычного размера. Его ближайший живущий родственник – Octomys mimax, андская вискача из того же семейства, чей 2n = 56. Следовательно, предполагалось, что предок, подобный Octomys, произвел тетраплоидное (т. е. 2n = 4x = 112) потомство, которое, в силу удвоенного числа хромосом, было репродуктивно изолировано от своих родителей. Полиплоидию у рыб индуцировал Хар Сваруп (1956), используя холодовой шок яиц вблизи момента оплодотворения, что привело к получению триплоидных эмбрионов, которые успешно созрели. Холодовой или тепловой шок также показал способность вызывать образование нередуцированных гамет у земноводных, хотя это чаще происходит в яйцеклетках, чем в сперматозоидах. Джон Гурдон (1958) трансплантировал неповрежденные ядра из соматических клеток для получения диплоидных яиц у лягушки Xenopus (расширение работы Бриггса и Кинга 1952 года), которые смогли развиться до стадии головастика. Британский ученый Дж. Б. С. Холдейн высоко оценил эту работу за ее потенциальные медицинские применения и, описывая результаты, стал одним из первых, кто использовал слово «клон» по отношению к животным. Позднее работа Синии Яманаки показала, как зрелые клетки можно перепрограммировать, чтобы стать плюрипотентными, расширяя возможности для нестволовых клеток. За эту работу в 2012 году Гурдон и Яманака совместно были удостоены Нобелевской премии. Анеуплоидия встречается чаще. Полиплоидия у людей проявляется в виде триплоидии с 69 хромосомами (иногда обозначаемой как 69, XXX) и тетраплоидии с 92 хромосомами (иногда обозначаемой как 92, XXXX). Триплоидия, обычно обусловленная полиспермией, встречается примерно в 2–3% всех беременностей и в ~15% выкидышей. Подавляющее большинство триплоидных концепций заканчиваются выкидышем; те, которые выживают до срока, обычно умирают вскоре после рождения. В некоторых случаях выживаемость после рождения может быть увеличена при наличии миксоплоидии, когда присутствуют как диплоидная, так и триплоидная популяции клеток. Сообщалось о ребенке, дожившем до семи месяцев с полным синдромом триплоидии. Он не проявлял нормального умственного или физического развития новорожденного и умер от инфекции Pneumocystis carinii, что указывает на ослабленный иммунитет. Триплоидия может быть результатом либо дигинии (дополнительный гаплоидный набор от матери), либо диандрии (дополнительный гаплоидный набор от отца). Диандрия в основном вызвана редупликацией отцовского гаплоидного набора из одного сперматозоида, но также может быть следствием дисперического (оплодотворение двумя сперматозоидами) оплодотворения яйцеклетки. Дигиния чаще всего вызвана либо неудачей одного мейотического деления во время оогенеза, приводящего к диплоидному ооциту, либо неспособностью экструдировать одно полярное тельце из ооцита. Диандрия, по-видимому, преобладает среди ранних выкидышей, в то время как дигиния преобладает среди триплоидных зигот, которые выживают в период развития плода. Однако среди ранних выкидышей дигиния также чаще встречается в тех случаях, когда срок беременности менее 8 1/2 недель или когда присутствует эмбрион. Существуют также два различных фенотипа в триплоидных плацентах и плодах, зависящие от происхождения дополнительного гаплоидного набора. При дигинии обычно наблюдается асимметричный, плохо развитый плод с выраженной гипоплазией надпочечников и очень маленькой плацентой. При диандрии развивается частичный гидатиформный моль.
Растения
Полиплоидия часто встречается у растений, по некоторым оценкам, 30–80% живых видов растений являются полиплоидами, и многие линии демонстрируют признаки древней полиплоидии (палеополиплоидии) в своих геномах. Значительные всплески разнообразия видов цветковых растений, по-видимому, совпали по времени с древними дупликациями генома, общими для многих видов. Установлено, что 15% случаев видообразования у цветковых и 31% случаев видообразования у папоротников сопровождаются увеличением плоидности. Полиплоидные растения могут возникать спонтанно в природе несколькими механизмами, включая сбои в мейозе или митозе, а также слияние нередуцированных (2n) гамет. Как аллополиплоиды (такие как рапс, пшеница и хлопок), так и другие полиплоиды встречаются как среди диких, так и среди культивируемых видов растений. Большинство полиплоидов проявляют новые вариации или морфологии по сравнению со своими родительскими видами, что может способствовать процессам видообразования и освоению экологических ниш. Многие из этих быстрых изменений могут способствовать репродуктивной изоляции и видообразованию. Однако семена, полученные от межплоидных скрещиваний, например, между полиплоидами и их родительскими видами, обычно демонстрируют аномальное развитие эндосперма, что снижает их жизнеспособность и, таким образом, способствует полиплоидному видообразованию. Полиплоиды также могут скрещиваться с диплоидами и давать полиплоидные семена, как наблюдается в агамических комплексах креписа. Некоторые растения являются триплоидами. Поскольку мейоз нарушен, эти растения стерильны, и все растения имеют одинаковый генетический состав: среди них шафран посевной (Crocus sativus), который размножается исключительно вегетативно. Кроме того, чрезвычайно редкий тасманский кустарник Lomatia tasmanica является триплоидным стерильным видом. В природе встречается немного полиплоидных хвойных деревьев. Одним из примеров является секвойя вечнозеленая (Sequoia sempervirens), которая является гексаплоидом (6x) с 66 хромосомами (2n = 6x = 66), хотя ее происхождение неясно. Водные растения, особенно однодольные, включают большое количество полиплоидов.
Культуры
Индукция полиплоидии – распространенный метод преодоления стерильности гибридных видов при селекции растений. Например, тритикале – это гибрид пшеницы (Triticum turgidum) и ржи (Secale cereale). Он сочетает в себе ценные характеристики родительских видов, но исходные гибриды стерильны. После полиплоидизации гибрид становится плодовитым и может быть далее размножен для получения тритикале. В некоторых случаях полиплоидные культуры предпочтительны именно из-за своей стерильности. Например, многие бессемянные сорта фруктов являются бессемянными в результате полиплоидии. Такие культуры размножаются вегетативными методами, такими как прививка. Полиплоидию в сельскохозяйственных культурах чаще всего индуцируют обработкой семян химическим веществом колхицином.
Грибки
Помимо растений и животных, эволюционная история различных видов грибов отмечена прошлыми и недавними событиями дублирования целого генома (см. обзор Альбертин и Марулло, 2012). Известно несколько примеров полиплоидов: автополиплоиды: водные грибы рода Allomyces, некоторые штаммы Saccharomyces cerevisiae, используемые в хлебопечении, и т.д.; аллополиплоиды: широко распространенный Cyathus stercoreus, аллотетраплоидные пивные дрожжи Saccharomyces pastorianus, аллотриплоидные винные дрожжи Dekkera bruxellensis и т.д.; палеополиплоиды: патогенный для человека Rhizopus oryzae, род Saccharomyces и т.д. Кроме того, полиплоидия часто ассоциируется с гибридизацией и ретикулярной эволюцией, которые, по-видимому, широко распространены в нескольких таксонах грибов. Действительно, доказано существование гомоплоидного видообразования (гибридного видообразования без изменения числа хромосом) у некоторых видов грибов (например, у basidiomycota Microbotryum violaceum). [[Файл:Polyploidy in fungi.png|thumb|left|upright=1.2|Схематическая филогенетическая схема Chromalveolata. Красные круги указывают на полиплоидию, синие квадраты – на гибридизацию. В работе Альбертина и Марулло (2012) описаны химерные хромосомы, а также более точечные генетические модификации, такие как потеря генов. Гомоаллели аллотетраплоидных дрожжей S. pastorianus демонстрируют неравный вклад в транскриптом. Фенотипическое разнообразие также наблюдается после полиплоидизации и/или гибридизации у грибов, создавая основу для естественного отбора и последующей адаптации и видообразования.
autopolyploid: the aquatic fungi of genus Allomyces, some Saccharomyces cerevisiae strains used in bakery, etc. allopolyploid: the widespread Cyathus stercoreus, the allotetraploid lager yeast Saccharomyces pastorianus, the allotriploid wine spoilage yeast Dekkera bruxellensis, etc. paleopolyploid: the human pathogen Rhizopus oryzae, the genus Saccharomyces, etc. In addition, polyploidy is frequently associated with hybridization and reticulate evolution that appear to be highly prevalent in several fungal taxa. Indeed, homoploid speciation (hybrid speciation without a change in chromosome number) has been evidenced for some fungal species (such as the basidiomycota Microbotryum violaceum). [[File:Polyploidy in fungi. png|thumb|left|upright=1.2|Schematic phylogeny of the Chromalveolata. Red circles indicate polyploidy, blue squares indicate hybridization. From Albertin and Marullo, 2012 leading to chimeric chromosomes have been described, as well as more punctual genetic modifications such as gene loss. The homoealleles of the allotetraploid yeast S. pastorianus show unequal contribution to the transcriptome. Phenotypic diversification is also observed following polyploidization and/or hybridization in fungi, producing the fuel for natural selection and subsequent adaptation and speciation.
Хромальвеолата
Другие эукариотические таксоны пережили одно или несколько событий полиплоидизации в ходе своей эволюционной истории (см. Albertin и Marullo, 2012). У некоторых видов бурых водорослей (Fucales, Laminariales и диатомей) обнаружены, по-видимому, полиплоидные геномы. В группе Alveolata примечательный вид Paramecium tetraurelia пережил три последовательных раунда удвоения генома и стал важной моделью для изучения палеополиплоидии.
Бактерии
Каждая бактерия Deinococcus radiodurans содержит от 4 до 8 копий своей хромосомы. Воздействие на D. radiodurans рентгеновского излучения или высушивание может расщепить его геном на сотни коротких случайных фрагментов. Тем не менее, D. radiodurans обладает высокой устойчивостью к таким воздействиям. Механизм точного восстановления генома включает гомологичную рекомбинацию, опосредованную RecA, и процесс, известный как отжиг цепи, зависящий от расширенного синтеза (SDSA). Azotobacter vinelandii может содержать до 80 копий хромосом в клетке, однако это наблюдается только в быстрорастущих культурах, в то время как культуры, выращенные в синтетических минимальных средах, не являются полиплоидными.
Археи
Археон Halobacterium salinarium полиплоиден и, как и Deinococcus radiodurans, обладает высокой устойчивостью к рентгеновскому облучению и высушиванию, вызывающим разрывы двойных нитей ДНК. Несмотря на то, что хромосомы расщепляются на множество фрагментов, полные хромосомы могут быть регенерированы за счет использования перекрывающихся фрагментов. В этом механизме участвует белок, связывающий одноцепочечную ДНК, и он, вероятно, основан на гомологичной рекомбинационной репарации.