光明網(wǎng):版納植物園揭示峨眉錐栗的雜交起源和生殖隔離位點非均勻分布
現(xiàn)存物種及類群間的生殖隔離強度往往高于其祖先群體間的隔離強度。研究團隊將這一原理引入到進化生態(tài)學(xué)與基因組學(xué)交叉研究中,即在與生殖隔離關(guān)聯(lián)的基因組區(qū)域上,現(xiàn)存類群間的基因流應(yīng)低于其祖先群體間的基因流。在生殖隔離位點上,親本物種的等位基因往往因環(huán)境、遺傳限制而不能共存。基于這些原理,該團隊應(yīng)用群體基因組學(xué)方法鑒定了中華板栗(也稱板栗)和錐栗的生殖隔離位點,進而用之檢驗峨眉錐栗是否起源于板栗和錐栗間雜交。與此前研究報道的5個同倍體雜交成種的實驗設(shè)計不同,在峨眉錐栗雜交系統(tǒng)中,板栗和茅栗的姐妹種對關(guān)系為鑒定板栗和錐栗的生殖隔離位點提供了天然對照和便利。
該研究首先用多個方法分析峨眉錐栗與板栗、錐栗的遺傳差異,為峨眉錐栗的分類地位提供了基因組學(xué)證據(jù)。然后,采用hhs方法、溯祖模型比較分析等對峨眉錐栗的雜交起源過程進行解析,并估算親本物種對峨眉錐栗基因組的相對貢獻。該研究鑒定了與生殖隔離關(guān)聯(lián)的候選基因組位點。在峨眉錐栗基因組中,僅6個生殖隔離位點來自于板栗。基因功能注釋分析發(fā)現(xiàn)兩個花期關(guān)聯(lián)基因位于本研究鑒定的生殖隔離關(guān)聯(lián)位點上。這些結(jié)果表明,親本物種間生殖隔離位點的重新組合可為新物種形成的重要機制。研究人員深入分析發(fā)現(xiàn),候選生殖隔離位點偏集中分布于基因組的低重組區(qū)域。研究結(jié)果認為,自然選擇和遺傳重組間互作塑造了峨眉錐栗基因組的進化過程。
孫永帥為該研究論文的第一作者和通訊作者。該項研究得到了國家自然科學(xué)基金委,中科院和云南省的經(jīng)費支持。
4個栗屬Castanea類群的樣品采集地(a)、演化關(guān)系(b)、遺傳結(jié)構(gòu)(c),以及板栗基因組的重組率分布以及生殖隔離位點的分布式樣(d)