伊比利亚壁蜥中核对氧化磷酸化（OXPHOS）基因与线粒体DNA共同导入的弱但频繁出现的模式

《Genome Biology and Evolution》：Weak but repeated patterns of co-introgression of nuclear OXPHOS genes and mitochondrial DNA in Iberian wall lizards

　　

摘要

在本研究中，我们利用之前报道的伊比利亚壁蜥属（Podarcis）中线粒体DNA捕获的案例，来验证这样的假设：氧化磷酸化（OXPHOS）链中的核基因可以随着线粒体一起融入细胞中，作为一种进化反应，以降低线粒体与核之间的不兼容性所带来的成本。通过进行大规模的种群采样和转录组数据分析，我们生成了核OXPHOS链基因（nucOXPHOS）、随机核基因位点（nucControl）以及完整线粒体基因组的捕获序列数据集。对核基因和线粒体基因的系统发育分析确认了之前在伊比利亚壁蜥属中发现的两次线粒体基因渗入事件，并发现了另外两个新案例。其中三个案例导致了线粒体DNA的完全替代——即渗入的线粒体类型在多个种群中取代了原有的线粒体类型；这些案例涉及一个目前未知且可能已经灭绝的供体物种，也就是所谓的“幽灵谱系”。由于无法获取这类幽灵谱系的基因组，因此检测它们的基因渗入过程仍然具有挑战性。为了解决这个问题，我们设计或改进了几种检测方法，以识别nucOXPHOS基因组与nucControl基因组之间差异信号的方法。其中一种方法基于渗入对系统发育树分支长度的影响，发现在四种线粒体DNA渗入案例中有三种情况下，nucOXPHOS基因与基因组背景（由nucControl基因组代表）之间存在微弱但始终显著的共渗入现象。