Genetic variation of morphological scaling in Drosophila melanogaster
Genetic variation of morphological scaling in Drosophila melanogaster
复制标题
果蝇形态尺度的遗传变异
DOI：
10.1038/s41437-023-00603-y
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
3.8
通讯作者：
Shingleton, Alexander W.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wilcox, Austin S.;Vea, Isabelle M.;Frankino, W. Anthony;Shingleton, Alexander W.
个体性状的大小和身体之间的形态比例关系反映了物种的特征形状，它们的进化是形态多样化的主要机制。然而，我们对比例的遗传变异几乎一无所知，如果我们要了解比例是如何演变的，这是至关重要的。在这里，我们通过描述个体缩放关系(看不见的或隐蔽的、特定于基因型的缩放关系)的分布来探索种群缩放关系(适合于一个种群中多个遗传上不同的个体的缩放关系)的遗传学。这些个体尺度关系蕴藏着调节性状生长相对于身体生长的发育机制的遗传变异，理论研究表明，它们的分布决定了种群尺度关系将如何对选择做出反应。利用营养变异在197个黑腹果蝇等基因谱系中产生大小变异，我们揭示了不同基因型之间翅膀-身体和腿-身体个体比例关系的斜率的广泛差异。这种变化反映了由营养诱导的翅膀、腿和身体大小可塑性的变化。令人惊讶的是，我们发现个体比例关系斜率的变化主要是由于营养诱导的身体大小可塑性的变化，而不是腿或翅膀的大小。这些数据使我们能够预测不同的选择制度如何影响果蝇的比例，并且是确定这种选择的遗传目标的第一步。更广泛地说，我们的方法为理解鳞片的遗传变异提供了一个框架，这是解释选择如何改变鳞片和形态的重要前提。
Morphological scaling relationships between the sizes of individual traits and the body captures the characteristic shape of a species, and their evolution is the primary mechanism of morphological diversification. However, we have almost no knowledge of the genetic variation of scaling, which is critical if we are to understand how scaling evolves. Here we explore the genetics of population scaling relationships (scaling relationships fit to multiple genetically-distinct individuals in a population) by describing the distribution of individual scaling relationships (genotype-specific scaling relationships that are unseen or cryptic). These individual scaling relationships harbor the genetic variation in the developmental mechanisms that regulate trait growth relative to body growth, and theoretical studies suggest that their distribution dictates how the population scaling relationship will respond to selection. Using variation in nutrition to generate size variation within 197 isogenic lineages ofDrosophila melanogaster, we reveal extensive variation in the slopes of the wing-body and leg-body individual scaling relationships among genotypes. This variation reflects variation in the nutritionally-induced size plasticity of the wing, leg, and body. Surprisingly, we find that variation in the slope of individual scaling relationships primarily results from variation in nutritionally-induced plasticity of body size, not leg or wing size. These data allow us to predict how different selection regimes affect scaling inDrosophila, and is the first step in identifying the genetic targets of such selection. More generally, our approach provides a framework for understanding the genetic variation of scaling, an important prerequisite to explaining how selection changes scaling and morphology.
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两种幼虫食物环境下果蝇体重及其表型可塑性人工选择的响应
DOI：
--
发表时间：
1991
期刊：
Evolution; international journal of organic evolution
影响因子：
--
作者：
E. Hillesheim;S. Stearns
通讯作者：
S. Stearns
动物身体和器官大小的缩放机制
DOI：
--
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
作者：
石塚拓巳;服部光治;Hiroshi Nishina
通讯作者：
Hiroshi Nishina
DOI：
10.1101/216960
发表时间：
2017
期刊：
bioRxiv
影响因子：
--
作者：
A. Shingleton
通讯作者：
A. Shingleton
DOI：
--
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
--
作者：
R. Bayley;R. Cameron
通讯作者：
R. Cameron
DOI：
10.1002/wdev.391
发表时间：
2020-06
期刊：
Wiley Interdisciplinary Reviews: Developmental Biology
影响因子：
--
作者：
I. Vea;A. Shingleton
通讯作者：
I. Vea;A. Shingleton