Convergent molecular evolution among ash species resistant to the emerald ash borer.
Convergent molecular evolution among ash species resistant to the emerald ash borer.
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对翡翠灰钻的灰分物种之间的融合分子进化。
DOI：
10.1038/s41559-020-1209-3
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发表时间：
2020-08
影响因子：
16.8
通讯作者：
Buggs RJA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kelly LJ;Plumb WJ;Carey DW;Mason ME;Cooper ED;Crowther W;Whittemore AT;Rossiter SJ;Koch JL;Buggs RJA
最近的研究表明，分子趋同在趋同表型的进化中起着意想不到的共同作用。我们利用这一现象，找到候选位点的潜在抗性的祖母绿灰螟（EAB; Agrilus planipennis），美国最昂贵的入侵森林昆虫，迄今为止，在泛基因组的白蜡树（属白蜡树）。我们发现，EAB耐药类群发生在三个独立的系统发育谱系。在这些耐药谱系的基因组中，我们检测到53个基因具有趋同氨基酸进化的证据。基因树重建表明，对于这些候选人中的48个，会聚氨基酸更有可能是通过独立进化而不是通过另一个过程（如杂交或不完全谱系分选）产生的。7个候选基因具有与苯丙烷类生物合成途径相关的假定作用，17个与草食动物识别、防御信号或程序性细胞死亡相关。在这些候选者中，功能丧失突变的证据在易感物种中比在耐药物种中更常见。我们的研究结果进化关系，抗性的变异性，以及候选基因的防御反应内灰属可以告知育种EAB抗性，促进生态恢复，这种甲虫入侵的地区。
Recent studies show that molecular convergence plays an unexpectedly common role in the evolution of convergent phenotypes. We exploited this phenomenon to find candidate loci underlying resistance to the emerald ash borer (EAB; Agrilus planipennis), the USA’s most costly invasive forest insect to date, within the pan-genome of ash trees (the genus Fraxinus). We show that EAB-resistant taxa occur within three independent phylogenetic lineages. In genomes from these resistant lineages, we detect 53 genes with evidence of convergent amino acid evolution. Gene tree reconstruction indicates that for 48 of these candidates, the convergent amino acids are more likely to have arisen via independent evolution than by another process, such as hybridisation or incomplete lineage sorting. Seven of the candidate genes have putative roles connected to the phenylpropanoid biosynthesis pathway and 17 relate to herbivore recognition, defence signalling or programmed cell death. Evidence for loss-of-function mutations among these candidates is more frequent in susceptible species, than in resistant ones. Our results on evolutionary relationships, variability in resistance, and candidate genes for defence response within the ash genus could inform breeding for EAB resistance, facilitating ecological restoration in areas this beetle has invaded.
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DOI：
10.1534/g3.118.200573
发表时间：
2018-08-30
期刊：
G3 (Bethesda, Md.)
影响因子：
--
作者：
Dolan WL;Chapple C
通讯作者：
Chapple C
影响因子：
1.2
作者：
Cingolani, Pablo;Platts, Adrian;Ruden, Douglas M.
通讯作者：
Ruden, Douglas M.
影响因子：
9.4
作者：
Bollhoner, Benjamin;Jokipii-Lukkari, Soile;Tuominen, Hannele
通讯作者：
Tuominen, Hannele
影响因子：
9.2
作者：
Cruz F;Julca I;Gómez-Garrido J;Loska D;Marcet-Houben M;Cano E;Galán B;Frias L;Ribeca P;Derdak S;Gut M;Sánchez-Fernández M;García JL;Gut IG;Vargas P;Alioto TS;Gabaldón T
通讯作者：
Gabaldón T
影响因子：
3.7
作者：
Altenhoff AM;Gil M;Gonnet GH;Dessimoz C
通讯作者：
Dessimoz C