Arms races with mitochondrial genome soft sweeps in a gynodioecious plant, Plantago lanceolata
Arms races with mitochondrial genome soft sweeps in a gynodioecious plant, Plantago lanceolata
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雌花两性花植物车前草中线粒体基因组软扫描的军备竞赛
DOI：
10.1111/mec.15121
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发表时间：
2019
影响因子：
4.9
通讯作者：
Bergero R
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bergero R
涉及冲突的生物情况可能会造成军备竞赛，反复固定不同的功能变异，产生选择性扫描并降低与功能位点相关的基因组区域的中性多样性。然而，它们有时会导致平衡选择，可能会为具有功能不同变体的位点创造较长的合并时间，并且如果重组很少发生，则可能为携带此类变体的扩展单倍型创造较长的合并时间。 我们在雌花异株植物车前子（Plantago lanceolata）中测试了这些可能性，其中细胞质雄性不育因子与雄性生育力的核恢复因子发生冲突。我们发现线粒体多样性较低，这不支持高度分化的线粒体单倍型的长期共存。然而有趣的是，我们发现了一种衍生的单倍型，它与有限地理区域的男性生育能力相关，并且在几个基因中与祖先序列有固定的差异，这表明它并不是最近才出现的。综上所述，结果表明军备竞赛事件涉及“软”选择性扫描，涉及相当古老的单倍型，与雌雄异株理论模型预测的频率波动一致。
Biological situations involving conflict can create arms race situations with repeated fixations of different functional variants, producing selective sweeps and lowering neutral diversity in genome regions linked to the functional locus. However, they can sometimes lead to balancing selection, potentially creating long coalescent times for sites with functionally different variants, and, if recombination occurs rarely, for extended haplotypes carrying such variants. We tested between these possibilities in a gynodioecious plant,Plantago lanceolata, in which cytoplasmic male‐sterility factors conflict with nuclear restorers of male fertility. We find low mitochondrial diversity, which does not support very long‐term coexistence of highly diverged mitochondrial haplotypes. Interestingly, however, we found a derived haplotype that is associated with male fertility in a restricted geographic region, and that has fixed differences from the ancestral sequence in several genes, suggesting that it did not arise very recently. Taken together, the results suggest arms race events that involved “soft" selective sweeps involving a moderately old‐established haplotype, consistent with the frequency fluctuations predicted by theoretical models of gynodioecy.
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