沈阳师范大学发表PNAS文章

　　

生物通报道：来自沈阳师范大学，美国乔治亚大学，清华大学等处的研究人员发表了题为“Resolving conflict in eutherian mammal phylogeny using phylogenomics and the multispecies coalescent model”，解决了进化生物学中长期存在的一项争论，指出由连锁方法引入的不一致性会造成兽类哺乳动物发展史中的一些相互冲突的结论，并提出了相关的解决方法。这一研究成果公布在《美国国家科学院院刊》（PNAS）杂志上。

文章的通讯作者是沈阳师范大学古生物研究所教授伍少远，伍教授同时也是佐治亚大学统计系暨生物信息研究所助理研究员，其研究组方向为生物信息与比较基因组学，第二代高通量测序数据的深度挖掘和统计建模，及其在癌症研究与药物筛选方面的应用。

目前重新构建进化树，几乎完全依靠连锁（concatenation）的方法，但是这种方法并不适用于基因树异质性，即其模拟和理论是基于一种不一致的系统发育的可能原因。

但是这种不一致性还未得到实证研究的证明，在兽类哺乳动物（eutherian mammals）中的几个关键相互作用依然备受争议，与之前的研究存在冲突，比如兽类树（eutherian tree）的底部，以及灵长总目（Euarchontoglires）和劳亚兽总目（Laurasiatheria）之间的关联。

在这篇文章中，研究人员通过对来自37个物种中的447个细胞核基因，进行全基因组范围内的数据分析和Bayesian计算，发现连锁方法的确会在兽类哺乳动物发展史中，产生极大的不一致性。二次抽样位点和分类群的分析也表明会产生强烈冲突的拓扑结构。

相反，联合方法（coalescent methods）——能适用于基因树异质性的方法，能获得了一个可变基因和分类群抽样正常，并且与地理数据一致的系统发育发展史。数据也证明不完整的系谱分类，即基因树异质性主要来源，与深层次进化有关，比如兽类哺乳动物的深层次进化史。

这些研究提出了灵长总目和劳亚兽总目在兽类进化树底部的位置，也支持了有蹄类动物多元性和树鼩目(Scandentia)和灵长目之间存在姐妹关联的观点。这项研究也表明由连锁方法引入的不一致性，就是造成兽类哺乳动物发展史，长期以来不确定性的一个重要原因。

研究人员指出，这种不一致性可通过多基因数据和联合方法，处理基因树异质性，从而得到解决。

（生物通：张迪）

原文摘要：

Resolving conflict in eutherian mammal phylogeny using phylogenomics and the multispecies coalescent model

The reconstruction of the Tree of Life has relied almost entirely on concatenation methods, which do not accommodate gene tree heterogeneity, a property that simulations and theory have identified as a likely cause of incongruent phylogenies. However, this incongruence has not yet been demonstrated in empirical studies. Several key relationships among eutherian mammals remain controversial and conflicting among previous studies, including the root of eutherian tree and the relationships within Euarchontoglires and Laurasiatheria. Both Bayesian and maximum-likelihood analysis of genome-wide data of 447 nuclear genes from 37 species show that concatenation methods indeed yield strong incongruence in the phylogeny of eutherian mammals, as revealed by subsampling analyses of loci and taxa, which produced strongly conflicting topologies. In contrast, the coalescent methods, which accommodate gene tree heterogeneity, yield a phylogeny that is robust to variable gene and taxon sampling and is congruent with geographic data. The data also demonstrate that incomplete lineage sorting, a major source of gene tree heterogeneity, is relevant to deep-level phylogenies, such as those among eutherian mammals. Our results firmly place the eutherian root between Atlantogenata and Boreoeutheria and support ungulate polyphyly and a sister-group relationship between Scandentia and Primates. This study demonstrates that the incongruence introduced by concatenation methods is a major cause of long-standing uncertainty in the phylogeny of eutherian mammals, and the same may apply to other clades. Our analyses suggest that such incongruence can be resolved using phylogenomic data and coalescent methods that deal explicitly with gene tree heterogeneity.

作者简介：

伍少远 (Ph.D.)

美国佐治亚大学统计系暨生物信息研究所助理研究员，沈阳师范大学古生物研究所教授。研究方向：生物信息与比较基因组学，第二代高通量测序数据的深度挖掘和统计建模，及其在癌症研究与药物筛选方面的应用。

发表论文

Song, S., L. Liu, S. V. Edwards, S.-Y. Wu (2012) Resolving Conflict in Eutherian Mammal Phylogeny Using Phylogenomics and the Multispecies Coalescent Model. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. doi:10.1073/1211733109 (责任通讯作者)

Wu, S.-Y., W.-Y. Wu, F.-C. Zhang, J. Ye, X.-J. Ni, J.-M. Sun, S.V. Edwards, J. Meng, C.L. Organ (2012) Molecular and Paleontological Evidence for a post-Cretaceous Origin of Rodents. PLoS One. (In Revision, Corresponding Author)

发表摘要：

K.L.Cooper, S.-Y.Wu, F.A.Jenkins, C.J.Tabin (2010) Evolution of Hindlimb Specialization in the Northern Three-toed Jerboas. Developmental Biology. 344 (1): 435.

个人主页：

http://www.stat.uga.edu/~lliu/styled-1/shaoyuan.htm