在一种父本基因组消除的物种中,X连锁基因受到更强的正向选择和净化选择

由 root 提交于 周五, 09/18/2026 - 14:47
快速X效应预测,由于表达的隐性等位基因受到选择,X染色体的进化速度可能快于常染色体。由于二倍体传递动态的影响,对该效应进行经验量化通常需要作出诸多假设,因此,显性效应对性染色体进化的相对贡献仍不明确。球跳虫为解决这一问题提供了一个独特的机会。雄性球跳虫具有半合子状态的X染色体、二倍体常染色体,并在精子发生过程中消除其父源基因组。这使得常染色体与X染色体具有相同的单倍体—二倍体传递模式。因此,从理论上讲,X染色体与常染色体之间唯一的差异在于雄性有利等位基因的固定概率。我们对球跳虫属物种棕色球跳虫(*Allacma fusca*)开展了全基因组重测序和RNA测序,以利用这一自然实验量化快速X效应。我们发现,在校正适合度效应的有害分布后,尽管中性X连锁遗传多样性出乎意料地显著降低,性染色体仍表现出更强的纯化选择和正向选择信号,从而支持快速X效应。此外,我们还首次直接证明了弹尾目动物中DNA甲基化的丧失。这些结果来自一个不存在许多通常会掩盖快速X模式的性染色体与常染色体混杂差异的系统,支持半合子状态是推动性染色体进化的真正驱动力,并表明性连锁基因可能对适应潜力作出不成比例的贡献。

快速-X效应预测,由于表达的隐性等位基因受到选择,X染色体的进化速度可能快于常染色体。由于二倍体传递动力学的影响,对该效应进行实证量化通常需要作出许多假设,因此,显性效应对性染色体进化的相对贡献仍不清楚。跳虫为解决这一问题提供了一个新颖的机会。球形跳虫雄性的X染色体为半合子状态,常染色体为二倍体,并且在精子发生过程中会排除其父源基因组。这使得常染色体与X染色体具有相同的单倍体—二倍体传递方式。因此,从理论上讲,X染色体与常染色体仅在雄性有利等位基因的固定概率方面存在差异。我们对球形跳虫棕色圆跳虫(*Allacma fusca*)开展了全基因组重测序和RNA测序,以利用这一自然实验量化快速-X效应。我们发现,在校正有害突变的适合度效应分布后,尽管中性X连锁遗传多样性出人意料地降低,性染色体仍显示出更强的纯化选择和正向选择信号,支持快速-X效应。此外,我们还首次直接证实了弹尾纲动物中DNA甲基化的丧失。这些结果来自一个缺少许多通常会掩盖快速-X模式的性染色体与常染色体混杂差异的研究系统,支持半合子状态是性染色体进化的真正驱动因素,并表明性连锁基因可能对适应潜力作出不成比例的贡献。

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🏷️ 快速X效应 性染色体进化 正向选择 净化选择 球跳虫 基因组重测序