亚基因组相位分析揭示了四倍体植物Achillea wilsoniana的不对称进化过程及其起源

《Molecular Ecology》：Subgenome Phasing Reveals the Asymmetric Evolution and Origin of the Allotetraploid Achillea wilsoniana

异源多倍体亚基因组相位分离与进化研究：开发了基于GBS数据的allosplitter工具，揭示Achillea wilsoniana中子基因组C的显著进化优势及地理起源与秦岭无关，支持横断山脉起源说。

　　

摘要

异源多倍体是植物进化中的一个重要因素，但由于其遗传结构的复杂性以及缺乏参考基因组，研究自然存在的异源多倍体物种仍然具有挑战性。一个主要障碍是准确区分各个亚基因组的相位，而这正是应用基于二倍体的群体遗传学工具的前提。在这里，我们开发了allosplitter，这是一种新型的生物信息学工具，它仅利用来自衍生多倍体及其二倍体祖先的基因组测序（GBS）数据，就能实现对异源四倍体的精确亚基因组相位分析。我们将allosplitter应用于异源四倍体植物Achillea wilsoniana及其祖先(A. acuminata和A. asiatica)。研究结果表明，亚基因组C（源自A. acuminata）表现出较低的遗传多样性、更高的群体分化程度以及更高的Tajima’s D值。这表明亚基因组C在进化过程中起主导作用，而来自A. acuminata的历史基因渗入进一步加剧了群体间的分化。通过系统发育和结构分析，我们排除了A. wilsoniana起源于秦岭山脉的可能性，支持其起源于横断山脉的观点。本研究为多倍体基因组学提供了一个无需参考基因组的框架，并为异源多倍体的进化提供了新的见解。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

软件allosplitter的二进制可执行文件、示例数据集、用户手册和源代码均可在GitHub仓库中获取（https://github.com/huangkang1987/allosplitter）。

数据：基因型数据集（C.vcf、C1.vcf、Y.vcf和Y1.vcf）、样本元数据（Info.xlsx）以及未过滤数据集的Tajima’s D值结果（*.slide.txt）可通过本期刊的支持信息部分和上述GitHub仓库进行查阅。