自然选择下谱系特异性LTR反转录转座子的演化驱动二倍体稻属物种的基因组分化

由 root 提交于 周四, 10/15/2026 - 05:03
摘要

LTR反转录转座子(LTR-RTs)是植物基因组进化的主要驱动力。然而,自然选择如何塑造其在亲缘关系密切物种间的谱系特异性动态,其基本规律仍不明确。在本研究中,我们对15个二倍体稻属(Oryza)物种中的LTR-RTs开展了全面的比较分析,这些物种涵盖了所有主要基因组类型。我们重建了LTR-RTs的时空分布及其进化轨迹,揭示出受自然选择影响的三种不同进化模式:净化选择作用下的谱系特异性扩张、平衡选择作用下的平衡共进化,以及强正选择作用下的谱系特异性保留。我们进一步证明,物种特异性LTR-RT家族显著促成了高度分化区域(HDRs)和非比对区域(NOTALs)的形成,驱动了片段重复,并影响基因组大小的变异。值得注意的是,LTR-RTs的清除,尤其是清除率中等的LTR-RT家族,是导致基因组大小缩减的关键因素。本研究从群体遗传学角度阐释了LTR-RTs的进化,并强调了其在塑造稻属物种基因组分化与适应性方面的关键作用。我们的研究结果为理解转座元件(TEs)与其宿主之间的共进化动态如何塑造亲缘关系密切物种的基因组架构与适应性,提供了一个群体遗传学框架。

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关键词:LTR反转录转座子 · 自然选择 · 稻属基因组分化 · 转座元件共进化 · 基因组大小变异

原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.16.732638v1?rss=1