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我们利用伊藤微积分提出了经典卢里亚–德尔布吕克突变率模型的一个随机版本。该模型用于探究突变率随机变化时种群增长所产生的影响。通过将伊藤版本的卢里亚–德尔布吕克突变率模型与确定性模型进行比较，我们发现，随机效应可能对基因组演化产生深远影响。具体而言，我们表明，当种群增长率降至低于种群环境容纳量所对应的水平或其他给定阈值时，随机效应可能以反馈的方式主导种群演化。此外，我们发现，若未对随机效应加以考虑，随着种群接近其环境容纳量，随机效应的影响会不断增强。模型还提出了种群应对突变负荷增加并进化出抵御遗传漂变的“稳健性”的策略。我们结合 SARS-CoV-2 病毒讨论了该方法及其对病毒分子演化的影响。最后，我们得出结论：伊藤微积分能够以一种与生物系统高度契合的方式，将随机效应纳入数学模型。
探究具有随机扰动的突变率对基因组演化的影响 | bioRxiv
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探究具有随机扰动的突变率对基因组演化的影响
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Jon
Bohlin
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John H.-O.
Pettersson
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.21.760709
Jon Bohlin
1
挪威公共卫生研究所；
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通讯作者：
jon.bohlin{at}fhi.no
John H.-O. Pettersson
2
乌普萨拉大学
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摘要
我们利用伊藤微积分提出了经典 Luria–Delbrück 突变率模型的随机版本。我们使用该模型探究突变率随机变化条件下种群增长的影响。通过将 Luria–Delbrück 突变率模型的伊藤版本与确定性版本进行比较，我们发现，随机效应可能对基因组演化产生深远影响。特别是，我们表明，当增长率降低至种群承载能力或其他给定阈值以下时，随机效应能够以反馈方式主导种群的演化。此外，我们发现，如果不对随机效应加以考虑，那么随着种群接近其承载能力，随机效应的影响会增强。我们的模型还提出了一些策略，使种群能够克服不断增加的突变负荷，并演化出对遗传漂变的“稳健性”。我们结合……背景讨论了我们的方法。
SARS-CoV-2 病毒及其对分子进化的启示。最后，我们得出结论：伊藤微积分以一种非常符合生物系统特性的方式，将随机效应纳入数学模型。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
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该预印本依据 CC-BY 4.0 国际许可协议开放。
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发布于 2026 年 10 月 23 日。
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《探究随机扰动下突变率对基因组进化的影响》
Jon Bohlin，John H.-O. Pettersson
bioRxiv
2026.10.21.760709；
doi：https://doi.org/10.64898/2026.10.21.760709
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《探究随机扰动下突变率对基因组进化的影响》
Jon Bohlin，John H.-O. Pettersson
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2026.10.21.760709；
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关键词：随机突变率 · 基因组进化 · 伊藤微积分 · 遗传漂变 · SARS-CoV-2分子演化
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.21.760709v1?rss=1