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《猴儿花的自然选择》

  • 来源专题：外来生物入侵
  • 编译者： 王成卓
  • 发布时间：2018-07-26

  • 野外种群的表型选择和人口学分析是确定自然选择在生物入侵过程中形成进化的潜在作用的有力途径。在这里，我们使用的实验F2杂交在米穆尔斯古特的本地和引入种群之间，以估计其引入范围内的部分自然选择模式，并寻找殖民者远系繁殖衰减的证据。F2s结合了引入种群的基因组和本地或引入种群的基因组。我们发现引入×引入交叉的人口增长率最快是因为不断增加的冬季生存量,单克隆和种子生产量。我们的分析也显示，性健康利于大型花的展示，大型植物和花的大小，横向扩展和早期开花。我们的研究结果表明，外来种群和本地种群之间的交配会导致远系繁殖减少。我们的研究结果表明，在与本土人群进行的后续混合试验中，成熟的非本地人群可能会付出高昂的健康代价，并揭示了诸如入侵范围内的本地适应等过程可以调解混合人群的适应性后果。

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  • 《动物所研究揭示自然选择在全球的地理分布模式》
    • 来源专题：生物科技领域知识集成服务
    • 编译者：陈方
    • 发布时间：2021-03-08
    • 确定地球上哪些地方遗传多样性高，哪些因素影响遗传多样性的地理分布，不仅对生态学和进化生物学研究非常有意义，而且对人类健康、动植物育种以及生物多样性保护至关重要。 最近的大尺度研究表明，中性或近中性基因的遗传多样性随纬度增高而降低，但对功能基因遗传多样性的地理分布规律则知之甚少。为此，中国科学院动物研究所研究人员描绘了陆生哺乳动物一个多态免疫基因（MHC II DRB gene exon 293个物种，1515 条序列）的遗传多样性在全球的地理分布，并量化了物种特征、正向选择以及人类活动对该免疫基因遗传多样性的影响。研究发现，该位点的遗传多样性和正向选择频次呈现出明显的地理纬度梯度：赤道地区的遗传多样性高，正向选择频次高，随纬度增高，遗传多样性和正向选择的频次均下降。遗传多样性的地理分布受绝对纬度、物种的个体大小和正向选择的影响，与绝对纬度和个体大小呈负相关，而与正向选择的出现呈正相关。赤道地区正向选择频次高、进化速率快、遗传漂变速率低，因而遗传多样性高。该研究首次提出作用于高适应基因的正向选择地理纬度变化模式，对理解自然选择、物种特征以及遗传漂变等因素在地理上是如何塑造遗传多样性的分布，有重要意义。结果建议，低纬度地区的遗传多样性应优先得到保护。相关研究成果于2020年11月10日发表于Ecography上。 吴晓燕 摘编自http://www.ioz.ac.cn/gb2018/xwdt/kyjz/202012/t20201215_5820822.html 原文标题：李义明研究组揭示自然选择在全球的地理分布模式
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  • 《Science | 在大麦的百年规模实验中，自然选择推动了基因同质性的出现》
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    • 发布时间：2024-07-16
    • 2024年7月12日， 美国加州大学河滨分校Daniel Koenig课题组在Science上发表题为Natural selection drives emergent genetic homogeneity in a century-scale experiment with barley的研究论文。 大麦是一种一年生植物，在一万多年前被驯化，从新月沃地被带入欧洲、亚洲和北非，在几千年时间中成为人类和牲畜的主要营养来源。虽然通过种质收集和研究已经部分揭示了大麦种群遗传历史，然而长久的世代时间使对其中的重要遗传节点的研究仍然存在难度。 复合杂交II (Composite cross II, CCII) 始于1929年，旨在使具有遗传多样性的种群适应美国加州戴维斯的环境条件。该研究选择了28个可以代表大麦生态、表型和地理多样性的品种并对所有的组合进行杂交，产生了20000多个重组的F2后代。对这个后代按照比例进行种植，并在最少的人为干预下使后代自由竞争，收获的种子继续进行实验。研究人员对28个亲本进行测序，发现了亲本中SNP的分布与全球遗传变异的等位基因频率具有相关性。随后，研究人员对后代每代中选择个体进行测序，追踪了每个SNP从亲本到后代的进化轨迹。结果表明，复合杂交后代的遗传多样性在整个实验过程中迅速变化，远远快于仅由于遗传漂变所导致的变异速度。通过对全基因组等位基因频率和遗传距离的研究，研究人员发现F58代中遗传多样性大大降低，表明只有很少的遗传谱系存活到了复合杂交后代的后期。通过对杂交亲代(F0)和F18、F28、F50、F58五代共878个样本的基因分型测序(GBS)，根据遗传距离对谱系进行分层聚类后，发现仅有261个重组自交谱系，其中出现频率极高的重组自交系，命名为Lin1。随着自交代数增加，Lin1的丰度急剧增加，种群的遗传多样性也随之下降。 为了确定CCII在快速适应过程中定向选择的目标基因，研究人员在一组中性进化模拟中计算了等位基因频率变化的概率，在校正了结果后，确定了58个基因组区域。其中一个区域中包含了调控大麦开花时间的基因。基于以上发现，研究人员通过研究开花时间基因的进化过程探讨了CCII的遗传变化如何转化为适应性表型变化。通过对亲本和不同后代开花时间的观察，研究人员发现虽然开花时间的中位数略有变化，但总体来看开花时间的离群值在不断减少，开花时间与株高和繁殖能力成正相关，且Lin1表现出与亲本相近的开花时间。这些结果证明CCII的开花时间选择是通过消除表型极端，推动种群向中间表型发展。通过等位基因频率和全基因组关联分析(GWAS)发现，CCII的开花时间通过两个步骤调节：Ppd-H1、HvCEN和可能的其他基因座的选择确保了大麦在旱季开始前完成生命周期；功能性Vrn-H2的选择消除了冬季或早春的过早开花。 综上所述，该研究利用了一个复合杂交群体，对其几十年自交群体的测序结果进行分析，描述了数百万个遗传变异体的进化轨迹，探索了自然选择中受青睐的等位基因的来源，寻找了异常强烈选择的目标位点，并将遗传变化与表型随时间的变化联系起来。研究人员发现，自然选择主导了CCII的进化，自然选择的幅度比通常假设的要大，全基因组多样性丧失是由连锁选择造成的。因此，即使在具有极高的基础多样性的情况下，自花授粉植物的种群可能注定要通过遗传同质性的选择而灭亡。复合杂交使得探索长期的稳定选择机制成为可能，帮助人们更好地了解当地适应、植物竞争力和作物产量之间的权衡关系，有助于开发更有适应力的作物品种，并提高对植物进化的理解。
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