Genome biogeography reveals the intraspecific spread of adaptive mutations for a complex trait.
Genome biogeography reveals the intraspecific spread of adaptive mutations for a complex trait.
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DOI：
10.1111/mec.13914
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发表时间：
2016-12
影响因子：
4.9
通讯作者：
Christin PA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Olofsson JK;Bianconi M;Besnard G;Dunning LT;Lundgren MR;Holota H;Vorontsova MS;Hidalgo O;Leitch IJ;Nosil P;Osborne CP;Christin PA
生理学上的新奇事物通常在宏观进化尺度上进行研究，因此对它们的微观进化起源仍然知之甚少。在这里，我们测试的假设，一个复杂的性状的关键组成部分可以在孤立的演变，后来通过基因流相结合。我们使用C4光合作用作为研究系统，这是一种在温暖干燥条件下提高植物生产力的衍生生理学。半翼拟异花牛肝草包括C4和非C4基因型，一些种群使用横向获得的C4适应性基因座，提供了一个出色的系统来跟踪新的适应性突变的传播。使用来自C4和非C4的A. semialata个体的基因组数据跨越物种的范围，我们推断并确定了基因组不同部分的过去迁移。我们的研究结果表明，光合作用类型最初在孤立的人群，其中获得的关键C4组件分歧。然而，罕见的，但经常性的后续基因流允许跨遗传库的适应性位点的传播。事实上，横向获得的关键C4功能的基因之间迅速传递，否则不同的基因组背景的人口。因此，我们对C4相关基因组变异的种内研究表明，适应性性状的组成部分可以单独进化，然后通过次级基因流进行组合，从而导致进化创新的组装和优化。
Physiological novelties are often studied at macro‐evolutionary scales such that their micro‐evolutionary origins remain poorly understood. Here, we test the hypothesis that key components of a complex trait can evolve in isolation and later be combined by gene flow. We use C4 photosynthesis as a study system, a derived physiology that increases plant productivity in warm, dry conditions. The grass Alloteropsis semialata includes C4 and non‐C4 genotypes, with some populations using laterally acquired C4‐adaptive loci, providing an outstanding system to track the spread of novel adaptive mutations. Using genome data from C4 and non‐C4 A. semialata individuals spanning the species’ range, we infer and date past migrations of different parts of the genome. Our results show that photosynthetic types initially diverged in isolated populations, where key C4 components were acquired. However, rare but recurrent subsequent gene flow allowed the spread of adaptive loci across genetic pools. Indeed, laterally acquired genes for key C4 functions were rapidly passed between populations with otherwise distinct genomic backgrounds. Thus, our intraspecific study of C4‐related genomic variation indicates that components of adaptive traits can evolve separately and later be combined through secondary gene flow, leading to the assembly and optimization of evolutionary innovations.
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DOI：
10.1016/j.palaeo.2010.01.025
发表时间：
2011-04-01
影响因子：
3
作者：
Beuning, Kristina R. M.;Zimmerman, Kurt A.;Cohen, Andrew S.
通讯作者：
Cohen, Andrew S.
影响因子：
16.8
作者：
Christin, Pascal-Antoine;Freckleton, Rob P.;Osborne, Colin P.
通讯作者：
Osborne, Colin P.
影响因子：
46.9
作者：
Bennetzen, Jeffrey L.;Schmutz, Jeremy;Devos, Katrien M.
通讯作者：
Devos, Katrien M.
影响因子：
6.5
作者：
Christin, Pascal-Antoine;Spriggs, Elizabeth;Edwards, Erika J.
通讯作者：
Edwards, Erika J.
影响因子：
3
作者：
Ebihara, A;Ishikawa, H;Ito, M
通讯作者：
Ito, M