Геномные регионы, ответственные за репродуктивную изоляцию у каштанов
Китайский каштан (Castanea mollissima) считается ключевым для восстановления популяций американского и европейского каштана. Знание геномики видообразования может быть крайне полезно для восстановления каштановых лесов в Европе и Америке.
В исследовании, опубликованном в Nature Communications, учёные из Сишуанбаньнаского тропического ботанического сада (XTBG) использовали филогенетический контроль, исключительность барьерных аллелей в гибридной линии и обратное моделирование, чтобы идентифицировать и протестировать кандидатные геномные регионы, ответственные за репродуктивную изоляцию между Castanea mollissima и разновидностью henryi вида Castanea henryi.
Исследователи создали высококачественную сборку генома C. mollissima, используя данные нанопорового секвенирования и короткие чтения высокопроизводительного захвата конформации хромосом (Hi-C), и охарактеризовали эволюционные взаимоотношения среди родственных таксонов каштана.
На основе популяционных геномных наборов данных они обнаружили, что C. henryi var. omeiensis имеет отличную генетическую структуру и что обе родительские линии внесли существенный геномный материал в гибридную линию.
Затем учёные проверили модель полигенного барьера и идентифицировали кандидатные барьерные геномные регионы между C. henryi var. henryi и C. mollissima.
Далее они проверили гипотезу гомоплоидного гибридного видообразования для C. henryi var. omeiensis, используя множественные популяционно-геномные подходы и тесты на основе моделирования. Барьерные эффекты в кандидатных регионах, разделяющих C. mollissima и C. henryi var. henryi, продолжали исключать непригодные смешанные аллели из C. henryi var. omeiensis. То есть гибридная линия унаследовала уже существующие генетические барьеры от двух родителей, что поддерживает гипотезу гомоплоидного гибридного видообразования.
«Наше исследование подчёркивает важность использования филогенетической информации для идентификации молекулярных сегментов, вовлечённых в репродуктивную изоляцию, и, кроме того, мы обнаружили неравномерное распределение локусов репродуктивного барьера по геному каштана», — заявил руководитель исследования доктор Сунь Юншуай.