基因组渗入可能影响水蛙杂交种的杂交生殖

《Molecular Ecology》：Genomic Introgressions May Affect Hybridogenetic Reproduction in Water Frog Hybrids

基因组 introgression 对欧洲水蛙（P. esculentus）杂交生殖的影响及其与染色体重排和生殖多样性的关系。通过分析乌克兰东部四个种群中二倍体和三倍体雄性杂交种的减数分裂，发现基因组 introgression 可导致染色体异常交换和未识别来源的片段插入，影响杂交生殖能力，揭示其生殖机制依赖基因组背景。

　　

摘要

杂交是一种强大的进化力量，可以导致多样的繁殖结果，包括无性繁殖谱系（如杂交生殖）的出现。在Pelophylax esculentus这种水蛙的杂交后代中，杂交生殖过程中一个亲本基因组在配子发生过程中被消除，而另一个亲本基因组则被克隆并传递给配子。尽管这种繁殖方式使杂交后代能够在欧洲广泛传播，但不同地区的杂交后代进行杂交生殖的能力存在差异。为了解释这种配子发生的变异性，我们研究了基因组渗入的作用。通过细胞遗传学分析，我们研究了来自乌克兰东部四个种群系统的二倍体和三倍体杂交雄性的配子发生过程，这些种群以杂交个体数量多和配子发生途径多样而闻名。大多数研究地点的杂交后代表现出典型的杂交生殖特征，即具有预期的杂交基因组组成，且未检测到基因组间的重排或渗入现象。我们还发现了一些杂交个体的基因组消除过程受到干扰或完全缺失，这些个体无法进行杂交生殖，其生育能力降低，并且会产生非整倍体配子。这些个体的基因组存在重排，染色体区域发生了亲本染色体之间的交换。此外，一些染色体片段与任一亲本基因组都不匹配，这表明可能存在来自未知谱系的基因组渗入。值得注意的是，一半的三倍体杂交个体的染色体发生了重排，这些重排可能源于那些未能完成亲本基因组消除并传递了二倍体配子的二倍体杂交个体。我们的研究表明，P. esculentus的杂交生殖并不是一种保守的机制，而是在很大程度上依赖于其基因组背景。这些发现强调了基因组渗入在塑造繁殖多样性以及影响无性脊椎动物的进化与持续存在方面所起的作用。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。