《Ecology and Evolution》：Insights Into Tribal-Level Adaptive Evolution and Phylogeny in Soricinae From Mitogenome of the Chinese Endemic Sorex cansulus
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Sorex cansulus是一种中国特有的近危（Near Threatened）鼩鼱物种。为阐明Soricinae亚科五个部落的适应性进化和进化关系，本研究展示了S. cansulus的形态学和完整线粒体基因组（mitogenome）。密码子使用偏倚（cod
Sorex cansulus是一种中国特有的近危（Near Threatened）鼩鼱物种。为阐明Soricinae亚科五个部落的适应性进化和进化关系，本研究展示了S. cansulus的形态学和完整线粒体基因组（mitogenome）。密码子使用偏倚（codon usage bias）分析表明，自然选择（natural selection）是塑造其线粒体蛋白编码基因（protein-coding genes, PCGs）的主要力量，但atp8基因除外。研究人员对跨越13属5个部落的43个物种进行了比较线粒体基因组分析。所有部落的13个蛋白编码基因的进化速率（Ka/Ks）均显著小于1，表明存在强烈的纯化选择（purifying selection）和进化保守性。值得注意的是，Ka/Ks比值更相似的部落表现出更近的进化关系。系统发育树（phylogenetic trees）产生了相同的拓扑结构，并强烈支持Soricinae的单系性（PP=1.00; BS=100%）。分化时间估计（divergence time estimation）和系统发育树均支持关键的分类修订（taxonomic revisions）：将Episoriculus fumidus重新分类为Pseudosoriculus属；将Blarinella griselda提升至Parablarinella属；以及承认S. cansulus和Sorex sinalis为独立的姐妹种。然而，部落内部的一些节点显示相对较低的支持度，可能是由于不完整的分类单元采样或快速辐射进化。所有五个部落都保留了典型的哺乳动物线粒体基因组组织，但Sorex daphaenodon、Sorex tundrensis和Sorex araneus明显例外，它们拥有一个额外的trnW基因（共23个tRNA基因）。这三个物种共享这一独特特征，并形成一个显著支持的分支，其线粒体功能和适应意义值得进一步研究。
研究背景：Soricinae亚科（红齿鼩亚科）是鼩鼱科（Soricidae）中物种最丰富的亚科，包含6个部落、13个属和181个物种，广泛分布于欧亚、非洲和美洲，具有重要的生态功能（作为食物网调节者）和医学意义（作为多种新发病毒的宿主动物）。然而，该亚科在中国物种的线粒体基因组数据极为匮乏，尤其中国特有种Sorex cansulus（甘肃鼩鼱）被列为近危（Near Threatened）物种，但其形态和基因组信息严重不足，限制了从线粒体基因组层面解析其适应性进化和系统发育关系。现有分类仍存在争议，例如Episoriculus fumidus的分类地位、Blarinella griselda的属级提升等问题。因此，研究人员开展本研究，旨在通过测定S. cansulus的完整线粒体基因组（mitogenome），并结合已发表的43个物种（覆盖5个部落13个属）的同类数据，建立更稳健的进化框架，以阐明Soricinae亚科部落水平的适应性进化、系统发育关系和关键分类修订。论文发表在《Ecology and Evolution》。
主要关键技术方法（不超过250字）：研究人员于2024年在中国云南省德钦县红坡村（海拔4361 m）采集一例S. cansulus雌性成体标本，经形态测量和cytb基因分子鉴定确认。对肌肉组织提取基因组DNA，构建350 bp插入文库，采用Illumina NovaSeq 6000平台测序，原始数据经fastp过滤后，使用SPAdes v3.14.1进行de novo组装，并通过Bandage提取完整线粒体基因组，利用MitoZ v2.3完成注释。密码子使用偏倚分析借助CodonW v1.4.2和RStudio v4.3.1，采用对应分析（COA）、有效密码子数（ENC）图、奇偶规则2（PR2）和中性曲线。进化速率（Ka/Ks）通过KaKs-Calculator 3.0计算，以Parascaptor leucura为外群。系统发育重建基于13个蛋白编码基因（PCGs）和2个rRNA基因的串联矩阵（13,615 bp），采用最大似然法（ML，IQ-TREE v2.2.2.7）和贝叶斯推断（BI，MrBayes v3.2.6），模型为GTR+I+G。分化时间估计采用PhyloSuite v2的MCMCtree插件，基于松弛分子钟和多重化石校正。
研究结果：
3.1 S. cansulus的形态特征：通过野外测量和观察，研究人员描述了该物种的体重（9.2 g）、头体长（79 mm）、尾长（52 mm）、后足长（14 mm）和耳长（4 mm），背部灰褐、腹部浅灰棕、尾双色等特征，发现该标本体型大于已有文献记录。
3.2 颅骨和牙齿形态：通过颅骨和牙齿分析，确认齿式为1.5.1.3/1.1.1.3=32，上颌具5个单尖齿，齿尖呈深栗红色，下门齿切缘有两个不明显凹痕。
3.3 S. cansulus的线粒体基因组结构：通过测序和组装，得到完整线粒体基因组全长17,115 bp，符合典型哺乳动物组织，编码37个基因（13个PCGs、22个tRNA基因和2个rRNA基因），AT含量62.3%，AT-skew 0.057，GC-skew -0.301，D-loop区1,659 bp。
3.4 tRNA和rRNA的结构特征：通过二级结构预测，22个tRNA基因中trnS1(GCU)缺乏DHU臂，其余均形成典型三叶草结构，共发现34个非Watson-Crick配对，其中28个为G-U摆动配对。
3.5 蛋白编码基因、密码子使用和遗传多样性：通过密码子偏倚分析（对应分析、ENC图、PR2和中性曲线），研究人员发现自然选择是塑造密码子使用的主要力量（选择压力73.6%），除atp8基因外。13个PCGs的Ka/Ks值均远小于1（范围0.006-0.207），表明强纯化选择。
3.6 部落间进化速率的比较分析：通过Ka/Ks比值计算，五个部落的所有PCGs均受强纯化选择（Ka/Ks<0.25），平均进化速率排序为Anourosoricini（0.048）> Nectogalini（0.047）> Soricini（0.046）> Blarinellini（0.041）> Blarinini（0.039），且速率相似的部落系统发育关系更近。
3.7 系统发育分析：基于PCGRNA数据集构建的ML和BI树拓扑一致，强烈支持Soricinae单系（PP=1.00, BS=100%）。S. cansulus和S. sinalis为姐妹种（PP=1.00, BS=100%），支持将Episoriculus fumidus归入Pseudosoriculus属、Blarinella griselda提升为Parablarinella属。Sorex属内形成6个分支，其中S. daphaenodon、S. tundrensis和S. araneus共享一个额外trnW基因（共23个tRNA基因），聚为独立支持良好的分支。
3.8 分化时间估计：通过MCMCtree分析，Soricinae亚科主要支系分化始于早中新世（约23.26 Ma），部落级支系在中中新世（15.67 Ma）建立。Sorex相关支系分化约8.62 Ma。Episoriculus fumidus与同属其他种的分化时间（7.99 Ma）远超属内水平，支持其分类修订。
讨论总结：研究人员认为，Soricinae亚科的线粒体基因组结构高度保守，强纯化选择是维持功能稳定的主要进化机制，但atp8基因表现出更宽松的约束。trnW基因重复（额外trnW）在三个Sorex物种中形成独特分支，可能源于单一复制事件，其功能与适应意义有待进一步研究。系统发育和分化时间结果支持了Episoriculus fumidus归入Pseudosoriculus属、Blarinella griselda提升为Parablarinella属、以及S. cansulus与S. sinalis为独立姐妹种等关键分类修订，但部分内部节点支持度低，提示需增加采样或考虑快速辐射进化。研究结论（翻译）：本研究描述了S. cansulus的形态特征并测定了其完整线粒体基因组。利用来自Soricinae亚科5个部落13个属43个物种的数据进行了比较分析，以阐明这些部落间的适应性进化和系统发育关系。S. cansulus的线粒体基因组组织符合典型的哺乳动物模式。密码子使用偏倚分析（ENC图、PR2分析、中性曲线和RSCU）表明，自然选择是塑造其密码子使用模式的主要驱动力，除atp8基因外。除了S. daphaenodon、S. tundrensis和S. araneus拥有一个额外的trnW基因（共23个tRNA基因）外，所有五个部落均表现出典型的哺乳动物线粒体基因组组织。这三个物种共享这一独特特征并形成一个独立的分支。进化速率（Ka/Ks）分析显示，五个部落的所有蛋白编码基因均处于强烈的纯化选择之下，反映了进化保守性。系统发育分析强烈支持Soricinae的单系性。Soricinae亚科的多样化追溯至15.67百万年前（95% HPD: 14.28–17.32 Ma）。本研究的分化时间和系统发育结果支持了几个关键的分类修订：将Episoriculus fumidus重新分配至Pseudosoriculus属；将Blarinella griselda置于一个独立的属（Parablarinella）；确认S. cansulus和S. sinalis为独立的姐妹种。然而，一些部落内部的系统发育关系仍未完全解决，可能是由于不充分的分类单元采样或快速辐射进化。总的来说，这些发现为理解Soricinae亚科的起源、适应性进化和多样化提供了一个更强大的进化框架。
