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基于多核基因座数据的遗传物种概念解析:基因组覆盖度与物种分化阈值研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月29日 来源:Biology Bulletin Reviews
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为解决多物种群和物种复合体遗传分化研究中核基因座分辨率不足的问题,研究人员通过实证分析提出:10-20个核基因座(nuclear loci)难以解析近缘物种的系统发育关系(含网状进化事件)和分化水平。研究采用蛋白质编码序列作为标准标记集,基于160-180个基因(总长270-300 kbp)的遗传距离测算发现:哺乳动物近缘种间分化中位值为0.33%(啮齿类达0.72%),半物种间为0.14%,种内阈值<0.11%。通过建立含基因进化速率、多态性水平等参数的模型模拟,证实约100个300 bp长度的基因座可使遗传距离误差控制在10-15%,相当于线粒体基因(~1000 bp)的精度标准。该研究为分子系统学提供了关键的基因组覆盖度参考,并提出哺乳动物外显子(exons)的种间/种内遗传距离阈值假说(~0.15%),对理解生殖隔离与基因组分化异步现象具有重要启示。
这项研究以多物种群和物种复合体为模型,犀利指出传统10-20个核基因座(nuclear loci)的"火力不足"——根本无法破解近缘物种间错综复杂的遗传分化谜题。要想真正绘制清晰的系统发育图谱(包括恼人的网状进化事件),必须祭出高通量测序(NGS)这把"基因放大镜",把核基因座数量狠狠往上堆!
研究团队另辟蹊径,选择蛋白质编码序列作为"分子标尺"。当动用160-180个基因(总长270-300 kbp)的豪华阵容时,哺乳动物近缘物种间的遗传距离终于现出原形:中位数0.33%(啮齿类这个"进化快枪手"飙到0.72%),半物种间0.14%,而种内乖乖待在<0.11%的安全区。
更妙的是,科学家们搭建了一个包含基因进化速率、多态性水平等参数的"数字实验室"。模拟结果显示:只要凑齐100个300 bp的基因座"侦探小队",就能把遗传距离误差控制在10-15%——这精度堪比线粒体基因(~1000 bp)这个"老牌测距仪"。
研究最后甩出个重磅假说:对哺乳动物最常用的外显子(exons)而言,0.15%可能就是物种诞生的"基因爆竹声"。不过要注意,有些"模范物种"根本不按套路出牌——它们的生殖隔离可比基因突变跑得快多了!这项研究就像给分子系统学家配了副新眼镜,终于能看清进化树上那些纠缠不清的细枝末节。
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