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昆虫通常被认为能够凭借高繁殖力、短世代时间和庞大的种群数量而免受基因组侵蚀。然而，昆虫种群也可能衰退并最终灭绝，这凸显了对能够为种群崩溃提供可操作性早期预警的基因组指标的需求。在此，我们通过比较庞蒂亚灰蝶（Ponza grayling，Hipparchia sbordonii）的当代与历史基因组来检验这一预期。该物种是一种濒危蝴蝶，为地中海庞廷群岛特有；同时，我们还将其基因组与一种广布的欧洲同属物种 H. semele 的基因组进行比较。通过全基因组重测序、基于外群的变异极性判定、人口历史重建、纯合片段分析、选择扫描以及基于注释的遗传负荷分析，我们表明 H. sbordonii 经历了持续的人口规模收缩，其中包括一次近期的急剧下降。尽管全基因组平均杂合度的时间变化有限，我们观察到广泛的纯合自交区域、升高的近交水平，以及当代 H. sbordonii 中由掩蔽遗传负荷向实现遗传负荷的明显转变。R'XY 分析显示，H. sbordonii 与 H. semele 中高影响衍生变异的相对频率相似，提示在种群崩溃过程中清除作用无效；而低影响和中等影响变异在 H. sbordonii 中相对富集，尤其是在候选选择区域内。这表明其动态更为复杂，功能变异是遗传漂变、削弱的纯化选择以及可能的局地适应共同作用的结果。我们的研究表明，衰退中的蝴蝶种群具有独特的基因组侵蚀特征，与脊椎动物中已充分记录的模式相呼应。然而，H. sbordonii 的近期人口崩溃相比全基因组平均杂合度的变化，更清晰地体现在长片段纯合区和实现遗传负荷上，这突显了它们作为监测衰退昆虫种群早期预警指标的潜力。
昆虫通常被认为会因高繁殖力、短世代时间和庞大的普查种群规模而免受基因组侵蚀。然而，昆虫种群也可能衰退并最终灭绝，这凸显了对能够为种群崩溃提供可操作性早期预警的基因组指标的需求。在此，我们通过比较庞扎灰蝶（Hipparchia sbordonii）的当代与历史基因组来检验这一预期。该物种是地中海庞廷群岛特有的濒危蝴蝶，同时还将其基因组与欧洲广布的同属物种 H. semele 进行比较。我们采用全基因组重测序、基于外群的变异极化、人口史重建、纯合片段分析、选择扫描以及基于注释的遗传负荷分析，表明 H. sbordonii 经历了持续的人口收缩，包括近期的急剧下降。尽管全基因组平均杂合度的时间变化有限，我们仍观察到广泛的自交同源性、升高的近交水平，以及当代 H. sbordonii 中由隐匿遗传负荷向实现遗传负荷的明确转变。R'XY 分析显示，H. sbordonii 与 H. semele 中高影响衍生变异的相对频率相似，提示在种群崩溃过程中净化作用并不有效；而低影响和中等影响变异在 H. sbordonii 中相对富集，尤其是在候选选择区域内。这表明其功能变异受到遗传漂变、放松的净化选择以及可能的局地适应共同作用，呈现出更为复杂的动态过程。我们的研究表明，衰退的蝴蝶种群具有独特的基因组侵蚀特征，与脊椎动物中已广泛记录的模式相呼应。然而，H. sbordonii 近期的人口崩溃通过长纯合片段和实现遗传负荷比通过全基因组平均杂合度的变化更为清晰地体现出来，这凸显了它们作为监测衰退昆虫种群的早期预警指标的潜力。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.05.742957v1?rss=1
🏷️ 蝴蝶种群衰退 自合性 遗传负荷 长片段纯合区 全基因组重测序