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种群和物种之间的分化通常会在多个生物学层面上发生，但基因组、表型和生态维度在多大程度上相互耦合，仍缺乏充分认识。我们整合了全基因组测序、多变量形态学、种群层面的系统发育结构以及肠道微生物组组成，用于评估马拉维空间结构化种群中两个异域分布的年生鳉鱼物种的分化。地理结构和水文结构构成了分化的主要轴线，物种之间及种群之间均表现出显著分化。全基因组分析显示，在排序分析和系统发育分析中，各种群均呈现一致的聚类模式，表明基因组变异具有显著的空间结构。尽管基因组分化广泛存在，但外显子层面的富集分析揭示了不同进化尺度上的特异性特征。N. kirki 种内分化主要与翻译相关功能有关，而 N. wattersi 种内分化则涉及 ATP 生物合成和生理稳态。种间分化在转录因子活性和转录因子结合方面显著富集，表明调控进化是物种分化的重要组成部分。形态变异同样在种群间表现出显著的结构化，并与水系和地理区域相一致，但与全基因组遗传分化并不相关，说明基因型与多变量表型之间存在部分解耦。肠道微生物组组成代表了一个对环境响应更为敏感的分化层面，总体上反映了宿主物种和水系结构，同时种群之间表现出更大程度的重叠。这些结果支持一种分层模型，其中哪些地理和水文结构组织着稳定的基因组分化，而表型和微生物组变异则代表日益依赖具体情境、且仅部分相互一致的生物学层次。我们的研究结果凸显了整合多个生物学层面的价值，有助于理解进化过程如何塑造自然种群中的分化。
马拉维两种一年生鳉鱼在基因组、表型和微生物组维度上的层级分化 | bioRxiv
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马拉维两种一年生鳉鱼在基因组、表型和微生物组维度上的层级分化
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种群间和物种间的分化通常发生在多个生物学层次，但基因组、表型和生态维度之间的耦合程度仍知之甚少。我们整合了全基因组测序、多变量形态学分析、
种群水平的系统发育结构和肠道微生物组组成，以评估马拉维空间结构化种群中两种异域分布的年生鳉鱼物种之间的分化。地理和水文结构构成了分化的主要轴线，物种间及种群间均表现出显著分化。全基因组分析显示，排序分析和系统发育分析中的种群聚类模式一致，表明基因组变异具有显著的空间结构。尽管基因组分化广泛存在，外显子层面的富集分析揭示了不同进化尺度上的特异性特征。N. kirki 种内分化主要与翻译相关功能有关，而 N. wattersi 种内分化则涉及 ATP 生物合成和生理稳态。种间分化富集于转录因子活性和转录因子结合，表明调控进化是物种分化的重要组成部分。形态变异同样在种群间呈现显著结构化，并与水系和地理区域相对应，但与全基因组遗传分化无相关性，表明基因型与多变量表型之间存在一定程度的脱耦。肠道微生物组组成则代表了对环境响应更敏感的一个分化层面，大体上反映了宿主物种和水系结构，同时种群间的重叠程度更高。这些结果支持一种层级模型：地理和水文结构组织了稳定的基因组分化，而表型和微生物组变异则代表越来越依赖具体情境、且仅部分对应的生物学层面。我们的研究结果凸显了整合……的价值。
多个生物学层面，以了解进化过程如何塑造自然种群的分化。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
资助方信息声明
密苏里大学，
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本预印本依据
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发布于2026年7月29日。
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2026.07.26.740841；
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关键词：年生鳉鱼 · 群体基因组学 · 形态分化 · 肠道微生物组 · 地理与水文结构
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.26.740841v1?rss=1