由于海拔高度,气候条件的差异,以及长期的地域,生殖隔离。使得同一物种在不同的环境下长期受到自然选择的作用,遗传漂变等的作用,而表现出较大的遗传差异,了解这些差异背后基因是如何受到选择的,正是生物学家所关注的;
重测序做遗传进化大多都收集不同区域地理环境的样品,一种环境下的样品,当然收集的越多的样品就越能代表这个群体,这样会测序很多样品,测序成本往往超出预算;今天看到一篇文章,可大大降低做群体遗传进化分析的成本;那就是做混池测序;
拟南芥混池测序遗传进化
作者在意大利北部的阿尔卑斯山脉不同海拔区域选取19-29
个体进行混池高深度测序(平均测序深度19-50X),如下图,两个高海拔样品和三个低海拔取样地点:
遗传多样性结果
对各混计算diversity,Tajima’s D,Fst 等遗传参数发现:低海拔群体diversity 高,Tajima’s D趋于0,说明受到的选择压力小,而相反,处于高海拔的群体,diversity相对低,Tajima’s D远偏离0,说明高海拔地区受到强烈的自然选择作用:
种群历史分析
进化树分析,高海拔和低海拔群体分为两个群,可推断高海拔群体有低海拔群体分离出去。具体种群大小和历史通过ABC贝叶斯模型结合SNP数据推断出:分离时间在14,800 to 260,000年,同时在这一时期出现bottleneck;有效群体大小分析高海拔种群体大小小于低海拔群体,与分离时bottleneck相关;
选择消除分析
通过高低海拔样品的对比进行选择消除分析发现,与抗性相关的基因受到强烈的选择,如与NBS-LRR基因家族相关的基因等;这与高海拔区域高寒胁迫和强紫外线照射胁迫相关;
Torsten Günther1,2, Christian Lampei1, Ivan Barilar1, and Karl J. Schmid1.
Genomic and phenotypic differentiation of Arabidopsis thaliana along altitudinal
gradients in the North Italian Alps.2016.Molecular Ecology.
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