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GOGO体育叶夏英博士发表高山竹类的网状进化模式论文
发布者: :2021-12-06 浏览次数:

    近日,GOGO体育农学与生命科学学院教师叶夏英(第一作者)与中国科学院昆明植物研究所李德铢研究员等合作的论文《Phylogenomics of Fargesia and Yushania reveals a history of reticulate evolution》在期刊Journal of Systematics and Evolution上发表。该文基于简化基因组和叶绿体基因组数据研究了高山竹类的网状进化问题。

物种进化研究是理解生命起源与演化的基础。对于植物而言,核基因提供了其主流的遗传物质,然后细胞器基因可提供随母系遗传的信息,因此对核基因和细胞器基因开展系统发育研究可以揭示不同遗传体系的演化历史。该文在基于ddRAD数据构建了高山竹类核基因系统发育树的基础上,以箭竹属和玉山竹属为研究对象,新组装了163个高山竹类的叶绿体基因组。结合NCBI已有的22个序列,得到了一个185个个体的叶绿体基因组序列矩阵,进而重建了高山竹类叶绿体基因组水平的系统发育关系。通过比较发现,核基因树与叶绿体基因树所揭示的系统发育关系不一致。核基因所揭示的物种间关系与形态分类较相符,而叶绿体基因组揭示的则与物种间的地理分布格局高度相关。为了揭示高山竹类的进化模式,以及叶绿体基因树与核基因树冲突的原因,该文利用PhyloNetworks等多种方法检测物种间杂交和基因渐渗的程度。结果发现,在属间及种间存在强烈的不完全谱系分选、杂交、基因渗入和胞质基因流信号,表明高山竹类的网状进化是造成核基因与叶绿体基因之间系统发育关系冲突的主要原因。该文系统阐述了高山竹类的演化历史,丰富了GOGO对生物进化的理解,为物种的形成及物种的定义提供了新思路,具有重要的理论价值。

Journal of Systematics and EvolutionWiley出版社出版,是国际公认的植物学领域的主流期刊,位于top 17.24%,致力于提高人们对生物多样性及生物进化方面的理解和认识,2020-2021年度影响因子为4.098

1. 基于185cp 数据集构建的箭竹属和玉山竹属贝叶斯树的分支图。节点处的黑点表示后验概率 (PP) 值高于 0.90,未显示表示PP ≤ 0.90 外环显示了系统发育分析和主成分分析 (PCA) 的结果,显示的三个分支,中间环显示了从聚类分析中推断出的 V-FY 的子分支,内环显示了 DAPC(判别分析)的聚类结果。

2. 样品取样点。根据系统发育和聚类的结果将箭竹属和玉山竹属分为6个分支,不同颜色的点表示不同的分支,绿色 = V-Fargesia-alpine,红色 = V-Fargesia2,紫色 = V-FY1,蓝色 = V-FY2,黑色 = V-FY3,黄色 = V-FY4

 

3. 数据集间的一致性评价及D-statistics检验。A. 基于132cp(叶绿体基因组数据)和132radddRAD核基因数据)数据集重建的系统树之间的Robinson-Foulds距离。BI树子集由最大一致性树和100棵随机树样本组成。 MLtetrad树子集由最佳树和100棵随机树组成。因为没有对ASTRA分析进行 Bootstrap重复,该分析中只包括一棵ASTRAL 树。 B. D值的小提琴图。每个小提琴图旁边的数字是Z值。橙色表示差异显著,Z-score 绝对值 > 3 Y = V-Yushania1 = V-Fargesia12 = V-Fargesia23 = V-Fargesia34 = V-Fargesia4O = 外类群。分支的顺序对应四类群的拓扑结构 (((P1,P2),P3),O) C. 通过Procrustan Approach to Cophylogeny (PACo) 获得的个体cp-ddRAD关联的归一化平方残差值ε2 i,高于阈值(粉红色条)的平方残差值为异常值,即认为是离群物种。