卫星DNA（satDNA）是串联重复序列，可能构成真核生物基因组中的很大比例。数十年来，我们已知卫星DNA是进化速度最快的基因组组成成分之一，然而，只有少数研究在广泛的进化框架下考察其动态变化——这可能部分是因为其快速进化使同源性鉴定变得复杂，甚至无法实现。我们研究了50种步甲科（Carabidae）物种中的satDNA动态变化，并在Bembidion属Plataphus亚属中于种上和种下水平进行了取样。我们使用RepeatExplorer2和一种新颖的同源性检测流程，并利用satDNA已有充分记录的果蝇属（Drosophila）物种对该流程进行了验证，从而在比较框架下研究satDNA动态。我们表明，satDNA在基因组中占据较大比例（平均值 = 25.7%，范围 = 3.2%--53%），且在某些物种中，单个satDNA基序可占总DNA的30%以上。我们量化了近缘物种之间显著的satDNA周转，这种周转在较短的进化尺度上驱动了重复序列组成的广泛重构。 为了将我们的发现置于更广泛的背景中，我们还调查了甲虫亚目（Adephaga）、鞘翅目（Coleoptera）以及其后六个最大的昆虫目（Lepidoptera、Diptera、Hymenoptera、Hemiptera、Orthoptera、Trichoptera）中的satDNA多样性，额外涵盖了400个物种。尽管satDNA丰度在焦点亚属（Plataphus）中显著升高，但在Adephaga、Coleoptera、Hymenoptera和Diptera的多个物种中也发现了较高的基因组占比。相反，在Lepidoptera和Trichoptera中，satDNA比例显著降低。我们对狭窄和广泛分类尺度上satDNA动态的研究，为一个取样充分的类群中satDNA周转提供了定量化展示。同时，该研究也识别出新的高潜力研究系统，有助于揭示驱动satDNA进化的机制及其影响，并提出了有关satDNA周转、物种形成以及不同类群中染色体与基因组结构核心策略之间潜在联系的问题。
3 布朗大学，计算分子生物学中心，数据科学研究所，罗德岛州普罗维登斯；
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发布于 2026 年 5 月 29 日。
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《地步甲及其他昆虫中跨系统发育尺度的卫星 DNA 动态》
Zachary S Warner， Sherif Negm， Patrick Wynn， Tuan Pham， Lorraine Zaki， Gilbert Giri， Paul B Frandsen， Amanda M Larracuente， John S Sproul
bioRxiv 2026.05.27.728298； doi： https://doi.org/10.64898/2026.05.27.728298
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Zachary S Warner， Sherif Negm， Patrick Wynn， Tuan Pham， Lorraine Zaki， Gilbert Giri， Paul B Frandsen， Amanda M Larracuente， John S Sproul
bioRxiv 2026.05.27.728298； doi： https://doi.org/10.64898/2026.05.27.728298
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.27.728298v1?rss=1
🏷️ 卫星DNA 重复序列 系统发育 基因组进化 昆虫 步甲科