两种生境重叠且生殖隔离较弱的猴花中表型分化的维持

root 提交于 周日, 08/02/2026 - 18:47
同域分布的物种往往表现出可渗透的生殖隔离,然而其中许多物种仍以表型上彼此区分的实体共存。对这一表面悖论的一种解释是,作用于决定分化性状位点的选择,会使这些位点较不容易跨越物种边界。若染色体重排捕获了一组局部适应性等位基因,并抑制其间的重组,则可进一步帮助抵消杂交所带来的基因组同质化效应。 在本研究中,我们对两种年轻且共域分布的猴花物种——Mimulus glaucescens 和 M. guttatus——进行了广泛测序。这两个物种的生殖隔离程度极低,并存在广泛的基因流动,但它们在表型上仍然彼此 distinct。尽管总体遗传分化水平较低(FST = 0.0335),我们发现 M. glaucescens 是 M. guttatus 复合群中一个明确且具有较高多样性的谱系(dXY = 0.0575)。随后,我们将数量性状位点(QTL)定位与群体基因组扫描相结合,以鉴定与分化性状变异相关的 QTL、可能抵抗了渐渗的位点,以及推定的结构变异。 我们的结果表明,M. glaucescens 与 M. guttatus 之间多变量性状分化具有多基因遗传基础,且部分分化性状在遗传上彼此相关。我们还发现,超过一半的高度分化位点与 QTL 或结构变异中的一种共定位,但很少同时与二者共定位。尽管如此,在本系统中一个此前已被表征、与生活史分化相关的倒位区域中,这类位点显著富集。进一步考察高度分化位点与 QTL 之间的一致性,也促进了对我们所研究的超过一半性状之候选基因的鉴定,其中包括若干调控基因表达的多蛋白复合体亚基。 总之,我们结合自上而下与自下而上的研究方法,揭示了一个复杂的分化图景,该图景与表型分化的遗传结构相交织,从而阐明了这两种发生杂交的猴花物种得以持续存在之遗传基础的解析。

同域物种通常表现出可渗透的生殖隔离,然而其中许多物种仍以表型上彼此分明的实体共存。对这一表面悖论的一种解释是:对决定分化性状的位点所施加的选择,会使这些位点更不容易跨越物种边界。若染色体重排能够捕获成组的局部适应性等位基因,并抑制它们之间的重组,则可进一步帮助抵消杂交所带来的同质化效应。在本研究中,我们对两种年轻的、共域分布的猴面花物种——Mimulus glaucescens 和 M. guttatus——进行了广泛测序;这两个物种表现出极低的生殖隔离和广泛的基因流动,但仍然在表型上彼此分明。尽管总体遗传分化较低(FST = 0.0335),我们发现 M. glaucescens 是 M. guttatus 复合群中一个独特且多样的谱系(dXY = 0.0575)。随后,我们将数量性状位点(QTL)定位与群体基因组扫描相结合,以鉴定与分化性状变异相关的 QTL、可能抵抗了渐渗的位点以及推定的结构变异。我们的结果表明,M. glaucescens 与 M. guttatus 之间的多变量性状分化是多基因性的,且部分分化性状在遗传上彼此相关。我们还表明,超过一半的高分化位点与 QTL 或结构变异之一共定位,但很少同时与二者共定位。尽管如此,在我们的研究系统中,一个先前已被表征、与生活史分化相关的倒位区域富集了此类位点。进一步考察高分化位点与 QTL 之间的一致性,还促进了对我们所研究的一半以上性状的候选基因鉴定,其中包括若干参与调控基因表达的多蛋白复合体亚基。总之,我们结合自上而下与自下而上的研究方法,揭示了一个与表型分化遗传结构相交织的复杂分化图景,从而阐明了这两种发生杂交的猴面花物种得以持续存在的遗传基础解析。


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.28.741377v1?rss=1

🏷️ 物种分化 生殖隔离 基因流动 QTL定位 群体基因组学 结构变异