許多動物物種由離散的表型組成。自然昆蟲種群的一個常見例子是不同顏色圖案的出現(xiàn),這刺激了大量的生態(tài)學和遺傳學研究。
]。黑色的外觀,也就是。顯示離散顏色模式的黑色形式可以在許多分類單元中找到,但是它們潛在的基因組基本特征仍然很差。在許多瓢蟲(瓢蟲)中,成蟲鞘翅目上黑色和紅色斑塊的空間排列在種內有很大差異,形成明顯不同的復雜色彩圖案。
]。在異色瓢蟲中,描述了200多種不同的顏色形式,這是經(jīng)典遺傳學研究表明的單一未知基因座等位基因變異的結果。
]。在這里,我們結合全基因組測序、基于人群的全基因組關聯(lián)研究、基因表達和功能分析,確定轉錄因子Pannier控制異色瓢蟲的黑色素模式多態(tài)性。我們已經(jīng)證明了pannier對于在鞘翼上形成黑色元素是必要的。游標等位基因的變異導致鞘翅不同區(qū)域的蛋白表達,決定了異色瓢蟲不同的顏色模式。復合裙之間的等位基因可能是在基因工程領域減少了高度發(fā)散序列的170 kb裙,具有50 kb的倒色形式。這可能有助于保持在自然群體中發(fā)現(xiàn)的獨特等位基因。因此,我們認為,通過順式調節(jié)等位基因的單基因變異,可以在自然群體中產生高度可變的離散顏色形式。
結果和討論
瓢蟲物種長期以來一直被遺傳學家和進化生物學家用來研究自然種群中離散顏色模式的起源和維持。尤其是丑角夫人鳥(Harmonia Axyridis)是極樂空間多態(tài)色彩模式的象征物種,擁有來自不同地區(qū)的200多種色彩模式。
]。然而,四種形式的自然種群出現(xiàn)頻率很高
]:有三種不同的黑色形狀,有不同的圖案(從最暗到最亮,形狀為F. ]顯著、有斑點、有斑點和有斑點,后來分別稱為黑點2、黑點4和黑點nspots)和一種非黑色形式(黃唇魚,稱為紅點)。野生異色瓢蟲所記錄的大量顏色模式歸因于等位基因多樣性、等位基因形式之間的相互作用以及對環(huán)境因素的可塑性反應的結合。
]。雜交證明異色瓢蟲的大部分黑色素形態(tài)是通過多個等位基因的變異在一個單一的、無特征的常染色體位點上分離出來的。
為了確定這種顏色模式位點的機制和離散顏色模式的變化,我們使用了群體基因組學的方法,該方法利用了自然群體中各種顏色模式的共存。因此,我們首先利用MinION測序儀(TableS1)產生的長讀數(shù),完成了異色瓢蟲紅-nSpots形態(tài)學(HaxR)的從頭基因組組裝。然后,為了詳細繪制這個組件的顏色模式軌跡,我們在海信q 2500 (Illumina)上進行了測序,并從代表全球遺傳多樣性的14個個體中提取了DNA。和異色瓢蟲。我們的目標是使用每個池中具有特定顏色的個體的比例作為協(xié)變量來描述與池中的表型差異相關的遺傳變異。表S2顯示了大多數(shù)池如何根據(jù)顏色形式和地理位置劃分個體,以最大化池中特定顏色形式等位基因的比例(n=40至n=100個個體/池)。因為這個性狀是單基因的(常染色體),如果所有的顏色模式等位基因都是共顯性的(即共顯性),那么作圖能力就會達到最高。那么每個等位基因的共享頻率將直接從匯集個體的顏色模式中導出)。然而,以前的工作表明,觀察到的顏色
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