OPUS: MCS: Is self-fertilization an evolutionary dead end? Artificial selection of a key outcrossing trait and its consequences in partially selfing populations
作品:MCS:自体受精是进化的死胡同吗?
基本信息
- 批准号:1911313
- 负责人:
- 金额:$ 19.77万
- 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:2019-09-01 至 2023-02-28
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Understanding the processes that limit evolution and adaptation remains a major question in biology. Many plants and animals evolve traits that allow them to produce offspring through self-fertilization. However, this transition is thought to be a one-way street because self-fertilization limits genetic variation which prevents further evolution. This project will determine whether plants that primarily self-fertilize can re-evolve to be outcrossing. Highly outcrossing and primarily selfing species of monkeyflower will be compared for their genetic variation and artificially selected for flower traits that determine the rate of selfing. The project will involve undergraduates in the conduct of independent experiments and the analysis of genetic data, and new laboratory materials will be developed on artificial selection and genetic evolution for an undergraduate course at Washington State University.Limited heritable variation in predominantly selfing populations is thought to be a primary constraint on the evolution of outcrossing traits. While declines in effective population size and the efficacy of recombination are expected with close inbreeding, there is scant information on their consequences for adaptive trait evolution. Constraints on the re-evolution of outcrossing traits in primarily selfing lineages suggest either that genetic variation is limiting or that such responses are possible but unlikely to occur. Outcrossing populations of Mimulus guttatus and selfing populations of M. laciniatus and M. micranthus will be subject to five generations of artificial selection for increasing the anther-stigma distance, a key outcrossing trait, and the realized heritability will be determined. Pooled whole-genome population sequencing of the control and selection lines before and after the experiments will reveal the comparative effects of selection on their genomes. This whole-genome information has the potential to critically link constraints on adaptation to the genetic consequences of self-fertilization (i.e., low nucleotide diversity and strong linkage disequilibrium).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.
了解限制进化和适应的过程仍然是生物学中的一个主要问题。许多植物和动物进化出一些特征,使它们能够通过自体受精产生后代。然而,这种转变被认为是一条单行道,因为自体受精限制了遗传变异,从而阻止了进一步的进化。该项目将确定主要自花受精的植物是否可以重新进化为异型杂交。将比较高度异交和主要自交的猴花物种的遗传变异,并人工选择决定自交率的花性状。该项目将让本科生进行独立实验和遗传数据分析,并将为华盛顿州立大学的本科生课程开发关于人工选择和遗传进化的新实验室材料。主要自交群体中有限的遗传变异被认为是异交性状进化的主要限制。虽然近亲繁殖预计会导致有效种群规模和重组效率的下降,但关于它们对适应性性状进化的影响的信息却很少。主要自交谱系中异交性状重新进化的限制表明遗传变异是有限的,或者这种反应是可能的但不太可能发生。 Mimulus guttatus 的异交群体与 M. laciniatus 和 M. micranthus 的自交群体将进行五代人工选择,以增加关键的异交性状花药柱头距离,并确定实现的遗传力。实验前后对照品系和选择品系的汇集全基因组群体测序将揭示选择对其基因组的比较影响。这种全基因组信息有可能将适应限制与自体受精的遗传后果(即低核苷酸多样性和强连锁不平衡)关键联系起来。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Selfing rate variation within species is unrelated to life‐history traits or geographic range position
物种内自交率的变化与生命历史特征或地理范围位置无关
- DOI:10.1002/ajb2.1766
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:3
- 作者:Prior, Carly J.;Busch, Jeremiah W.
- 通讯作者:Busch, Jeremiah W.
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- DOI:10.1111/mec.15650
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:4.9
- 作者:Prior, Carly J.;Layman, Nathan C.;Koski, Matthew H.;Galloway, Laura F.;Busch, Jeremiah W.
- 通讯作者:Busch, Jeremiah W.
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- DOI:10.1002/ajb2.1784
- 发表时间:2021-10-29
- 期刊:
- 影响因子:3
- 作者:Hilpman, Evan T.;Busch, Jeremiah W.
- 通讯作者:Busch, Jeremiah W.
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