深层祖源结构、基因混合与边缘种群的持续存在塑造了碧凤蝶种复合群的多样性

由 root 提交于 周五, 09/25/2026 - 04:47
快速分化能够通过祖先多态性、混合以及生态分化形成区域性生物多样性,同时留下复杂的基因组信号。我们分析了325只蝴蝶的全基因组变异,其中包括凤蝶(*Papilio bianor*)物种复合群的166个个体以及6个外群物种,以重建谱系关系和种群历史。核基因组分析鉴定出与公认物种相对应的三个主要支系,并显示岛屿谱系是大陆凤蝶(*P. bianor*)的姐妹群。对18,635个常染色体窗口树的分析揭示了广泛的谱系关系不一致现象,其中不完全谱系分选在大陆支系之间占主导地位,而最强的基因渗入信号涉及岛屿相关祖源。种群历史模型支持岛屿与大陆谱系早期分化,随后发生大陆支系的多样化和古老混合。拟合效果最佳的fastsimcoal2模型推断,华东支系起源于混合祖源;而BPP分析则支持岛屿相关祖源曾向华东祖先、西喜马拉雅和泰国西南部谱系发生古老基因渗入。边缘种群表现出显著的遗传分化和不同的种群历史;此外,西喜马拉雅种群虽在核基因组上属于喜马拉雅谱系,却在细胞质基因组上表现出与八重山群岛谱系的亲缘关系。总体而言,这些发现表明,深度分化的祖先种群之间的基因渗入,以及快速分化过程中的不完全谱系分选,共同塑造了凤蝶(*P. bianor*)复合群中的谱系多样性。本研究为探究物种形成早期阶段谱系多样性如何快速产生提供了实证框架,尤其适用于具有深层祖先种群结构的类群。

快速多样化可通过祖先多态性、基因渗入和生态分化产生区域性生物多样性,同时留下复杂的基因组信号。我们分析了325只蝴蝶的全基因组变异,其中包括凤蝶(*Papilio bianor*)种复合群的166个个体以及6个外群物种,以重建谱系关系和种群历史。核基因组分析恢复出与公认物种相对应的3个主要支系,并将岛屿谱系置于大陆型*P. bianor*的姐妹位置。对18,635棵常染色体窗口树的分析揭示了广泛的谱系关系不一致现象,其中不完全谱系排序在大陆谱系之间占主导地位,而最强的基因渗入信号涉及岛屿相关祖源。人口历史建模支持岛屿与大陆谱系早期分化,随后发生大陆谱系多样化和古老基因混合。拟合效果最佳的fastsimcoal2模型推断,华东谱系起源于基因混合;BPP分析则支持岛屿相关祖源在古代渗入华东祖先、喜马拉雅西部和泰国西南部谱系。边缘种群表现出显著的遗传分化和不同的人口历史;尽管喜马拉雅西部在核基因组层面归属于喜马拉雅谱系,但其线粒体基因组却与八重山表现出亲缘关系。总体而言,这些发现表明,深度分化的祖先种群之间的基因渗入,以及快速分化过程中的不完全谱系排序,共同塑造了*P. bianor*种复合群的谱系多样性。本研究为探讨物种形成早期阶段谱系多样性如何快速产生提供了实证框架,尤其适用于具有深层祖先种群结构的类群。


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.21.752948v1?rss=1

🏷️ 快速分化 基因渗入 不完全谱系分选 种群历史 物种复合群 全基因组系统发育