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真核生物的基因组大小变异在很大程度上由转座元件（TEs）驱动，然而引发其扩增的生物学机制仍研究不足。在此，我们鉴定出细菌水平基因转移（HGT）与TE活性爆发之间存在一种反复出现的关联，而这种关联促成了基因组扩张。通过结合比较基因组学与坚果象甲属（Curculio）三个物种的属水平泛基因组分析，我们检测到大量来源于细菌的DNA序列嵌入于结构动态变化的基因组区域中。这些与HGT相关的区域主要由少数年轻且正在扩增的TE家族占据，尤其是DNA II型Mavericks，其包裹了转移而来的细菌序列，并构成了衍生谱系中近期基因组DNA的重要部分。对密码子使用偏好、内含子长度和功能富集的分析表明，大多数转移基因在进化过程中会逐步发生假基因化，而一部分具有选择优势的HGT则得以保留。总体而言，我们的研究支持一种将外源DNA入侵与TE扩增、基因组大小变异及分子创新联系起来的模型。
2 美国农业部农业研究 სამსახ，南部平原农业研究中心，昆虫防治与棉花病害研究组，2771 F and B Road，美国德克萨斯州大学城，77845； 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在本网站搜索该作者 Paul Frandsen 3 植物与野生动物科学系及 Bean 生命科学博物馆，杨百翰大学，美国犹他州普罗沃，84602； 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在本网站搜索该作者 Michael DeGiorgio 4 电气工程与计算机科学系，佛罗里达大西洋大学，美国佛罗里达州博卡拉顿，33431 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在本网站搜索该作者 Raquel P Assis 4 电气工程与计算机科学系，佛罗里达大西洋大学，美国佛罗里达州博卡拉顿，33431 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在本网站搜索该作者
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摘要 真核生物基因组大小的变异主要由转座元件（TEs）驱动，然而，触发其扩增的生物学机制仍缺乏深入研究。本文识别出细菌水平基因转移（HGT）与转座元件活性爆发之间存在反复出现的关联，而后者有助于基因组扩张。通过对三种坚果象甲属（Curculio）物种开展比较基因组学与属水平泛基因组分析，我们检测到大量细菌来源 DNA 序列嵌入于结构动态变化的基因组区域中。这些与 HGT 相关的区域主要由少数年轻、正在扩增的 TE 家族构成，尤其是 DNA II 型 Mavericks，其封装了转移而来的细菌序列，并在衍生谱系中构成近期基因组 DNA 的相当大比例。对密码子使用偏倚、内含子长度及功能富集的分析表明，大多数转移基因在进化过程中逐渐发生假基因化，而一小部分具有选择优势的 HGT 事件则得以持续存在。总体而言，我们的研究支持一种模型：外源 DNA 入侵与转座元件扩增、基因组大小变异以及分子创新之间存在联系。
利益冲突声明 脚注 https://github.com/zpcohen/Curculio_HTE/blob/main/HGT_Supplement.pdf
资助信息已声明 NIH Common Fund， https://ror.org/001d55x84 ，2R35GM128590 ，R35GM142438 美国国家科学基金会， https://ror.org/021nxhr62 ，DBI-2130666
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🏷️ 水平基因转移 转座元件扩增 基因组扩张 细菌DNA入侵 泛基因组分析