Dimensions US-China: Allosomes: An Unexplored Dimension of Biodiversity
维度 中美:异体:生物多样性的一个未探索的维度
基本信息
- 批准号:1830753
- 负责人:
- 金额:$ 175万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-03-01 至 2025-02-28
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Despite more than 150 years of scientific study, our understanding of the mechanisms of speciation is still incomplete. Early work emphasized the importance of geographic isolation to limit gene flow among populations. Without gene flow, populations might then evolve into new species over long periods of time. More recent work has focused on the role of natural selection in accelerating the evolution of species, with or without gene flow among populations. This project tests a new idea, that the rapid evolution of new allosomes can accelerate the rate of speciation in some lineages. The researchers will focus on the exceptionally diverse lineage of cichlid fishes found in tropical areas around the world. More than 2,000 species of cichlid fishes are known, making them the most rapidly speciating lineage of extant vertebrates. Recent work has revealed unexpected diversity in the allosomes of these fishes. This diversity may be due to a unique behavior in which females mouthbrood eggs and larvae for periods of up to three weeks. The associated differences in behavior and physiology between males and females causes different genetic changes to be favored in males and females. This pattern is known as genetic conflict. This project will test the hypothesis that these genetic conflicts are responsible for the rapid evolution of new allosomes. In turn, this rapid evolution is thought to be important in the rapid rate of speciation in this group. The project will promote scientific exchange between the U.S., Europe, China and Brazil. It will also provide research training opportunities for undergraduate students at University of Maryland. The researchers will use genomic techniques to characterize allosomes in cichlid fishes from Africa and South America. Regions of genetic differentiation between males and females will be identified using whole-genome DNA sequencing. Long-read sequencing technology will be used to characterize changes in the sequence and structure of chromosomes during the early stages of allosome evolution. Comparative phylogenetic analysis will be used to determine whether high rates of allosome turnover are associated with life history traits. The specific focal trait is female mouthbrooding, which correlates with antagonistic selection between males and females. To determine whether evolutionary changes in allosomes create genetic incompatibilities the researchers will measure the fitness of hybrids between species with different allosomes. These data will allow theoretical predictions about the mechanisms of allosome evolution to be tested.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
尽管经过了150多年的科学研究,我们对物种形成机制的理解仍然是不完整的。早期的研究强调了地理隔离对限制种群间基因流动的重要性。如果没有基因流动,种群可能会在很长一段时间内进化成新的物种。最近的工作集中在自然选择在加速物种进化中的作用,无论种群之间是否存在基因流动。这个项目测试了一个新的想法,即新的异体体的快速进化可以加速某些谱系的物种形成速度。研究人员将专注于在世界各地的热带地区发现的异常多样化的慈鲷鱼谱系。已知的慈鲷鱼有2,000多种,使它们成为现存脊椎动物中物种形成最快的谱系。最近的研究揭示了这些鱼类的异源体中意想不到的多样性。这种多样性可能是由于一种独特的行为,其中女性口孵鸡蛋和幼虫长达三周的时间。男性和女性在行为和生理上的相关差异导致了男性和女性不同的遗传变化。这种模式被称为遗传冲突。该项目将测试这些遗传冲突负责新的等位基因体的快速进化的假设。反过来,这种快速的进化被认为是在这个群体中快速形成物种的重要因素。该项目将促进美国,欧洲、中国和巴西。 它还将为马里兰州大学的本科生提供研究培训机会。研究人员将使用基因组技术来表征来自非洲和南美洲的慈鲷鱼中的异体体。将使用全基因组DNA测序确定男性和女性之间的遗传分化区域。长读段测序技术将用于表征在异源体进化的早期阶段染色体序列和结构的变化。比较系统发育分析将用于确定是否高速率的异源体周转与生活史性状。具体的焦点性状是女性口育雏,这与男性和女性之间的拮抗选择。为了确定异体体的进化变化是否会导致遗传不相容性,研究人员将测量具有不同异体体的物种之间的杂交体的适应性。这些数据将允许理论预测的机制allosome进化进行测试。这个奖项反映了NSF的法定使命,并已被认为是值得支持的,通过评估使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准。
项目成果
期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Chromosome-scale assemblies reveal the structural evolution of African cichlid genomes
- DOI:10.1093/gigascience/giz030
- 发表时间:2019-04-01
- 期刊:
- 影响因子:9.2
- 作者:Conte, Matthew A.;Joshi, Rajesh;Kocher, Thomas D.
- 通讯作者:Kocher, Thomas D.
Changing sex for selfish gain: B chromosomes of Lake Malawi cichlid fish
- DOI:10.1038/s41598-019-55774-8
- 发表时间:2019-12-27
- 期刊:
- 影响因子:4.6
- 作者:Clark, Frances E.;Kocher, Thomas D.
- 通讯作者:Kocher, Thomas D.
Disruption of Zar1 leads to arrested oogenesis by regulating polyadenylation via Cpeb1 in tilapia (Oreochromis niloticus)
- DOI:10.1016/j.ijbiomac.2024.129632
- 发表时间:2024-01-25
- 期刊:
- 影响因子:8.2
- 作者:Yu,Miao;Zhang,Shiyi;Tao,Wenjing
- 通讯作者:Tao,Wenjing
Loss of Cyp11c1 causes delayed spermatogenesis due to the absence of 11-ketotestosterone
Cyp11c1 缺失会因缺乏 11-酮睾酮而导致精子发生延迟
- DOI:10.1530/joe-19-0438
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:4
- 作者:Zheng Qiaoyuan;Xiao Hesheng;Shi Hongjuan;Wang Tingru;Sun Lina;Tao Wenjing;Kocher Thomas D.;Li Minghui;Wang Deshou
- 通讯作者:Wang Deshou
Movement of transposable elements contributes to cichlid diversity
- DOI:10.1111/mec.15685
- 发表时间:2020-11-13
- 期刊:
- 影响因子:4.9
- 作者:Carleton, Karen L.;Conte, Matthew A.;Kocher, Thomas D.
- 通讯作者:Kocher, Thomas D.
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