基因组证据表明存在一个复杂的超级基因系统,该系统将物种扩散与社会多态性联系在一起

《Current Biology》:Genomic evidence of a complex supergene system linking dispersal to social polymorphism

【字体: 时间:2025年11月23日 来源:Current Biology 7.5

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  蚂蚁社会多态性由新发现的20MB超基因系统调控,该基因包含影响翅膀发育的116kb插入,支持社会对抗性选择理论,并揭示模块化演化机制。

  

亮点

一个新发现的超级基因系统控制着蚁群的社交行为和翅膀的多态性
无翅性是由社交超级基因中的某个插入片段决定的
多雌性有翅蚁后的缺失支持了社会对抗性选择
翅膀的多态性早于社交多态性的出现

总结

超级基因在复杂表型的进化中起着重要作用,它们锁定了特定的等位基因组合。1
1.
Schwander, T. ? Libbrecht, R. ? Keller, L.
超级基因与复杂表型
Curr. Biol. 2014; 24:R288-R294
,2
2.
Thompson, M.J. ? Jiggins, C.D.
超级基因及其在进化中的作用
Heredity. 2014; 113:1-8
,3
3.
Gutiérrez-Valencia, J. ? Hughes, P.W. ? Berdan, E.L. ...
超级基因的基因组结构与进化命运
Genome Biol. Evol. 2021; 13, evab057
蚂蚁的社交多态性就是一个这样的复杂表型例子,即蚁群中存在单一(单雌性)或多重(多雌性)繁殖蚁后,这种现象至少在五个蚁系中是由社交超级基因决定的。4
4.
Chapuisat, M.
超级基因作为蚂蚁进化的驱动力
Myrmecol. News. 2023; 33:1-18
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5.
Kay, T. ? Helleu, Q. ? Keller, L.
蚂蚁中基于超级基因的社交多态性的迭代进化
Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 2022; 377, 20210196
这种多态性与个体的和蚁群的差异性特征相关,其中一些特征与蚂蚁的扩散能力有关。6
6.
Bourke, A.F. ? Franks, N.R.
蚂蚁的社会进化
Princeton University Press, 1995
我们探讨了社会形态之间的对抗性选择有利于抑制重组区域的出现的观点。为此,我们研究了蚂蚁 Myrmecina graminicola,在这种蚂蚁中,社交多态性与蚁后是否有翅膀相关。我们发现了一个新的“社交超级基因”,其大小约为20 Mb,包含三种单倍型。超级基因的基因型决定了自然界中观察到的三种蚁后表型:单雌性有翅、单雌性无翅和多雌性无翅。与无翅性相关的两种单倍型携带一个额外的基因拷贝,这个基因可能参与翅膀的发育,该基因属于一个约116 kb的插入片段,其起源早于社交超级基因的出现(约2000万年前对比约100万年前)。同线性分析表明,这个社交超级基因经历了独立的进化。对工蚁基因型的分析表明,选择性交配和分离畸变可能在维持超级基因的多态性中起作用。这个独特的超级基因系统展示了社交多态性与蚂蚁扩散能力之间的理论预期遗传联系。它的模块化进化反映了性拮抗选择在性染色体起源中的作用,使蚂蚁成为研究超级基因进化的非常有价值的模型。
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