基因型×环境×环境(G×E×E)互作可能塑造生物对多重胁迫的适应性响应

由 root 提交于 周五, 10/16/2026 - 21:39
摘要

复杂环境中的快速适应不仅取决于遗传变异的数量,还取决于受选择作用的性状之间的协变模式。人为压力因子塑造了快速变化且多维的环境,为研究生物适应多种同时存在的压力因子的潜力提供了有力系统。我们研究了热胁迫与化学胁迫对黑色腐食蝇 Sepsis neocynipsea 存活率的综合影响,并确定其抗性遗传基础。在一个完全析因实验中,我们将雌系暴露于热胁迫与伊维菌素的不同组合下;伊维菌素是一种兽用抗寄生虫药物,这些蝇类在农业景观中会自然接触到该药物。采用贝叶斯数量遗传学方法,我们估计了广义遗传变异和跨环境遗传相关性。首先,我们发现这两种压力因子对存活率具有协同效应,即热胁迫会加剧伊维菌素的致死作用。其次,我们发现遗传变异中最大的组成部分来自对热胁迫与伊维菌素联合作用的响应(基因型×环境×环境互作;G×E×E)。第三,跨环境遗传相关性较弱,这意味着相对遗传表现取决于压力因子的具体组合。总体而言,这些结果表明,将 G×E×E 纳入分析对于理解多重压力环境中的适应潜力至关重要。

基因型×环境×环境(G×E×E)互作可能影响生物应对多重胁迫因子的适应

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Patrick T. Rohner

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复杂环境中的快速适应不仅取决于遗传变异的数量,也取决于受选择作用的性状之间的协变模式。人为胁迫因子会造成快速变化且多面向的环境,为研究生物适应多种同时发生的胁迫因子的潜力提供了有力的研究系统。我们研究了热胁迫与化学胁迫共同作用对黑色食腐者存活的影响。

果蝇 Sepsis neocynipsea,并确定其抗性的遗传基础。在一项全因子实验中,我们将同源雌系分别暴露于热胁迫、伊维菌素及二者的不同组合。伊维菌素是一种兽用抗寄生虫药,而这些果蝇在农业景观中会自然接触到这种药物。我们采用贝叶斯数量遗传学方法,估算广义遗传变异及跨环境遗传相关性。首先,我们发现这两种胁迫因子对存活率具有协同作用:热胁迫会加剧伊维菌素的致死效应。其次,我们发现,遗传变异中占比最大的是对热胁迫与伊维菌素联合作用的响应(基因型×环境×环境互作;G×E×E)。第三,跨环境遗传相关性较弱,这意味着不同基因型的相对表现取决于胁迫因子的具体组合。综上,这些结果表明,在多重胁迫环境中理解适应潜力,必须将 G×E×E 纳入考量。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

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发布于 2026 年 7 月 22 日。

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