Геномный анализ интрогрессии между двумя симпатрическими видами азиатских дубов
Род Quercus (дубы) — один из наиболее эволюционно успешных родов Северного полушария по видовому разнообразию, биомассе и ареалу. Дубы живут сотни лет и обладают высокой толерантностью к абиотическим и биотическим стрессам. Также для них характерен обширный межвидовой поток генов, способствующий широкому расселению. Эти черты делают Quercus идеальной моделью для изучения адаптивной интрогрессии.
Команда профессора Чэнь Цзюня из Колледжа наук о жизни Чжэцзянского университета опубликовала в Nature Ecology & Evolution статью «Genome-wide analyses of introgression between two sympatric Asian oak species». Исследование сосредоточено на двух широко распространённых симпатрических видах азиатских дубов — Quercus acutissima и Q. variabilis — чтобы выяснить, как интрогрессия помогает быстро адаптироваться к различным условиям среды.
Учёные собрали образцы в 15 провинциях Китая и создали:
- Хромосомную сборку генома высокого качества.
- Данные популяционно-геномного ресеквенирования.
- Данные транскриптома.
Это позволило изучить связь между паттернами интрогрессии, скоростью рекомбинации, генетическими вариациями локальной адаптации и регуляцией экспрессии генов.
Ключевые выводы
- Регионы интрогрессии в геноме определяются в основном генетической дивергенцией и условиями среды. Чем сходнее среда, тем вероятнее обмен генами в одних и тех же участках генома у двух видов.
- Адаптивные интрогрессированные мутации сохраняются естественным отбором в четырёх протяжённых хромосомных регионах из-за подавленной скорости рекомбинации. Это, вероятно, вызвано хромосомными инверсиями, индуцированными вставками транспозонных элементов (TE).
- Большинство адаптивных интрогрессированных мутаций расположены в цис-регуляторных элементах, образованных вставками TE, и изменяют уровень экспрессии генов в ответ на стимулы среды.
Таким образом, сходные условия среды приводят к сходному генетическому обмену и сходным профилям экспрессии генов у дубов.
Исследование даёт новое представление о генетических механизмах интрогрессии и адаптации к среде у симпатрических видов.