普遍存在的微弱遗传不兼容性塑造了酵母杂交体的表型变异与基因组进化

《Nature Communications》：Pervasive weak incompatibilities shape phenotypic variation and genome evolution in yeast hybrids

　　

摘要

物种屏障限制了基因流动，维持了共适应基因组的完整性。种间杂交可以打破物种屏障，产生表型变异并改变演化潜力。尽管杂交的表型后果和基因组后果在许多系统中已被广泛研究，但对于高度分化的嵌合基因组的长期演化动态以及遗传不相容性在多大程度上塑造其适应过程，我们知之甚少。通过抑制减数分裂中的反重组基因，我们利用酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）与 paradoxus 酵母（Saccharomyces paradoxus）之间的杂交产生了20个单倍体重组杂种。在各种条件下，这些杂种的平均适合度低于任一亲本，并表现出广泛的表型变异。蛋白质复合体的遗传模式显示，不存在强烈的成对致死证据，但支持普遍存在的弱负性遗传互作。利用实验室演化，我们证明每个重组基因组遵循不同的适应轨迹，并且一小部分杂种蛋白质复合体和位点表现出杂种特异性的突变靶向。物种来源的等位基因也通过重塑互作基因的选择作用来偏倚演化结果。综上所述，这些结果表明强烈的成对不相容性较为罕见，而弱的、依赖于背景的互作则广泛存在，并塑造了杂种基因组中的表型变异和基因组演化。