适应不同环境的棘背鱼中，基因组选择印记富集于差异表达基因

《Genome Biology and Evolution》：Genomic signatures of selection are enriched in differentially expressed genes in sticklebacks adapting to contrasting environments

　　

摘要

全基因组扫描已鉴定出许多物种中的大量适应性等位基因；然而，将这些等位基因与特定表型联系起来仍然是一项重大挑战。鉴于上位效应、多效性和环境变异性所带来的复杂性，一种有前景的替代直接基因型–表型映射的方法是评估差异表达基因是否在适应不同环境（海洋与淡水）的群体之间的遗传分化区域中富集。在本文中，我们研究了适应不同环境（海洋与淡水）的刺鱼种群的基因表达模式，并调查了适应过程中与基因表达进化相关的选择信号。我们利用TagSeq对采集自一个海洋环境和两个淡水环境的野生刺鱼的脑组织和鳃组织进行了转录组实验。我们发现，淡水环境中的差异表达基因携带着先前被鉴定为参与快速适应的单核苷酸多态性（SNPs）以及F_ST离群值。这些SNP中的大多数位于基因的内部（cis）调控区域，对蛋白功能和结构的影响预测为低至中等，尽管我们发现了col8a1b基因中的一个高影响SNP。涉及鳃中钙调节的基因pvalb4和涉及脑组织中脂肪酸代谢的基因acsl4a等，富集了具有选择信号的SNPs。通过将选择信号与组织特异性基因表达模式联系起来，本研究架起了基因组分化与适应新环境所涉及的生理机制之间的桥梁，并识别出可供未来功能研究靶向的具体通路。