Məlumat

2.39: Genetik Variasiya - Biologiya

2.39: Genetik Variasiya - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Bir növün sağ qalmasına nə kömək edir?

Genetik variasiya. Məhz bu variasiya təkamülün mahiyyətini təşkil edir. Fərdlər arasında genetik fərqlər olmasaydı, "ən uyğun olanın sağ qalması" mümkün olmazdı. Ya hamı sağ qalacaq, ya da hamısı məhv olacaq.

Genetik Variasiya

Cinsi çoxalma genetik variasiyanın sonsuz imkanları ilə nəticələnir. Başqa sözlə, cinsi çoxalma nəticəsində genetik cəhətdən unikal olan nəsillər yaranır. Onlar həm valideynlərdən, həm də bir-birindən fərqlənirlər. Bu bir sıra səbəblərə görə baş verir.

  • I meyozun profilaktika fazasında homoloji xromosomlar cütlər əmələ gəldikdə, krossinqover baş verə bilər. Kəsişmə homoloji xromosomlar arasında genetik material mübadiləsidir. Bu, hər bir xromosomda yeni gen birləşmələri ilə nəticələnir.
  • Meyoz zamanı hüceyrələr bölündükdə, homoloji xromosomlar təsadüfi olaraq qız hüceyrələrə paylanır və müxtəlif xromosomlar bir-birindən asılı olmayaraq ayrılır. Bu adlanır müstəqil çeşid. Bu, unikal xromosom birləşmələrinə malik gametlərlə nəticələnir.
  • Cinsi çoxalmada iki gamet birləşərək nəsil əmələ gətirir. Bəs milyonlarla mümkün gametdən hansı ikisi olacaq? Bu, çox güman ki, şans məsələsidir. Aydındır ki, nəsillərdə genetik dəyişkənliyin başqa bir mənbəyidir. Bu kimi tanınır təsadüfi gübrələmə.

Bütün bu mexanizmlər birlikdə işləyən inanılmaz miqdarda potensial dəyişikliyə səbəb olur. Məsələn, hər bir insan cütlüyünün 64 trilyondan çox genetik unikal uşaq törətmək potensialı var. Təəccüblü deyil ki, hamımız fərqliyik!

Görmək Variasiya mənbələri Əlavə məlumat üçün http://learn.genetics.utah.edu/content/variation/sources/ saytında.

Krossing-Over

Krossinq-over profilaktika I zamanı baş verir və bu, homoloji xromosomların bacı olmayan xromatidləri arasında genetik materialın mübadiləsidir. Yada salaq ki, profilaktika I zamanı homoloji xromosomlar cüt-cüt düzülür, gen-gen kimi bütün uzunluğu boyunca dörd xromatiddən ibarət konfiqurasiya əmələ gətirir. tetrad. Bu nöqtədə, xromatidlər bir-birinə çox yaxındır və iki xromatiddən olan bəzi material xromosomları dəyişdirir, yəni material qoparaq homoloji xromosomda eyni mövqedə yenidən birləşir (Şəkil aşağıda). Genetik materialın bu mübadiləsi eyni cüt homoloji xromosomlar daxilində dəfələrlə baş verə bilər və unikal gen birləşmələri yaradır. Bu proses kimi də tanınır rekombinasiya.

Kəsişmə. DNT-nin ana zolağı qırmızı rənglə göstərilmişdir. DNT-nin ata zolağı mavi rənglə göstərilmişdir. Krossover, əvvəllər mövcud olmayan iki xromosom istehsal edir. Rekombinasiya prosesi valideyn xromosomlarının (M, F) qırılması və yenidən birləşməsini əhatə edir. Bu, hər iki valideyndən DNT paylaşan yeni xromosomların (C1, C2) yaranması ilə nəticələnir.

Müstəqil çeşid və təsadüfi gübrələmə

İnsanlarda 8 milyondan çox konfiqurasiya var ki, bunlarda xromosomlar meyozun I metafazası zamanı düzülə bilər. Bu çoxlu birləşmələrlə nəticələnən dörd unikal haploid hüceyrə ilə nəticələnən meyozun spesifik prosesləridir. Atadan və ya anadan miras qalan xromosomun istənilən gametə bölünə biləcəyi bu müstəqil çeşid, böyük genetik variasiya potensialı yaradır. Təsadüfi gübrələmə ilə birlikdə, hər hansı iki insan arasında bu gün yaşayan fərdlərin sayından daha çox genetik variasiya imkanı mövcuddur. Cinsi çoxalma, kişidən olan bir gametdən istifadə edərək qadından bir gametin təsadüfi mayalanmasıdır. İnsanlarda 8 milyondan çox (223) xromosom birləşmələri həm kişi, həm də qadında gametlərin istehsalında mövcuddur. 8 milyondan çox xromosom birləşməsinə malik sperma hüceyrəsi, 8 milyondan çox xromosom birləşməsinə malik olan yumurta hüceyrəsini dölləyir. Bu, krossinq-over tərəfindən yaradılan unikal kombinasiyaları saymasaq, 64 trilyondan çox unikal kombinasiya deməkdir. Başqa sözlə, hər bir insan cütlüyü 64 trilyondan çox unikal xromosom birləşməsinə malik uşaq törədə bilər!

Görmək Hüceyrələr necə bölünür: Mitoz və Meioz iki prosesi müqayisə edən animasiya üçün http://www.pbs.org/wgbh/nova/miracle/divide.html ünvanında.

Xülasə

  • Cinsi çoxalma nəsillərdə böyük genetik variasiya yaratmaq potensialına malikdir.
  • Bu variasiya meyoz zamanı müstəqil çeşid və keçid və mayalanma zamanı gametlərin təsadüfi birləşməsi ilə əlaqədardır.

Daha çox araşdırın

Aşağıdakı suallara cavab vermək üçün bu mənbədən istifadə edin.

  • Genetik Variasiya http://www.eoearth.org/view/article/152942/ ünvanında.
  1. Genetik variasiya dedikdə nə nəzərdə tutulur?
  2. Təbii seçim genetik dəyişkənlik olmadan baş verə bilərmi? Cavabınızı izah edin.
  3. Genetik dəyişkənliyə nə səbəb olur?
  4. Genetik variasiya fenotipin dəyişməsi ilə necə nəticələnəcək?
  5. Genetik dəyişkənliyin mənbələri hansılardır? Cavabınızı izah edin.

Baxış-icmal

  1. Krossinqover nədir və nə vaxt baş verir?
  2. Krossinq-over, müstəqil çeşid və təsadüfi mayalanmanın genetik dəyişkənliyə necə səbəb olduğunu təsvir edin.
  3. İnsanlarda cinsi çoxalmadan neçə xromosom kombinasiyası mümkündür?
  4. Krossinq-overin necə baş verdiyini və onun hər bir xromosomda yeni gen birləşmələrini necə yaratdığını göstərmək üçün diaqram yaradın.

Epigenetik irsi transkripsiya profilləri II, yaşlanmaya yenidən baxıldı

Əvvəllər biz göstərmişdik ki, funksional olaraq əlaqəli genlər qrupunun orta transkripsiya profilindən kənarlaşmalar epigenetik olaraq qız hüceyrələrinə ötürülə bilər və bununla da nüvə proqramlaşdırmasını səbəb kimi göstərir. Bu fenomeni daha da xarakterizə etmək üçün ilk addım olaraq normal fərdlərdən alınan qeyri-şişmə toxumalarında belə sapmaların nə dərəcədə baş verdiyini müəyyən etmək lazım idi. Bu məqsədlə, proteazom genlərinin orta transkripsiya profilindən sapmaları öyrənmək üçün yaşı 22 ilə 87 arasında olan 90 insan donorundan əldə edilən mikroarray verilənlər bazasından istifadə edilmişdir.

Nəticələr

Donor yaşındakı artımın ümumi transkripsiya profilindən sapmaların azalması ilə əlaqəli olduğu aşkar edildi və bu azalma genderə xasdır. Yaşla bağlı indeks daha yüksək səviyyədən başlasa da, kişilər üçün daha sürətli sürətlə azalıb. Bundan əlavə, oxşar toxumaların transkripsiya profilləri fərqli toxumalardan daha çox oxşar idi, bu, fərqləndirmə zamanı sapmaların meydana gəldiyini göstərir.

Nəticə

Bu tapıntılar qocalmanın və fərqliliyin proteazomal genlərin transkripsiya profilini dəyişdirən epigenetik dəyişikliklərlə əlaqəli olduğunu göstərir. Proteazomun strukturunda və funksiyasında dəyişiklik ehtimalı az olduğundan, belə dəyişikliklər gen funksiyasında eyni vaxtda dəyişiklik olmadan baş verir.

Bu tapıntılar, təsdiqlənərsə, qocalma prosesini başa düşməyimizə əhəmiyyətli təsir göstərə bilər.

Açıq həmyaşıd rəyi

Bu məqalə Nathan Bowen (namizəd I. King Jordan tərəfindən irəli sürülüb), Timothy E. Reddy (Charles DeLisi tərəfindən irəli sürülüb) və Martijn Huynen tərəfindən nəzərdən keçirilib. Tam rəylər üçün Rəyçilərin şərhləri bölməsinə keçin.


Fon

Monokotiledonların cücərən cücərtilərində koleoptil var ki, bu da ilkin yarpağı örtən, torpaqdan keçərək səthə çıxan tumurcuqları qorumaq üçün örtüyə bənzər toxumadır. İlk həqiqi yarpaq ucundakı məsaməni itələdikdən sonra koleoptil böyüməyi dayandırır. Koleoptil erkən məhsul yetişdirmək üçün vacibdir və onun uzunluğu toxumun səpilə biləcəyi maksimum dərinliyi müəyyən edir [36, 40, 45, 46, 57]. Toxumlar koleoptil uzunluğundan daha böyük bir dərinlikdə səpilirsə, bu, aşağı çıxma sürətinə, erkən böyümənin azalmasına, əkinçilərin sayının azalmasına və taxıl məhsuldarlığının azalmasına səbəb ola bilər [17, 45, 50]. Quraqlığa meyilli əkinçilik ərazilərində torpağın üst qatının rütubəti toxumun cücərməsi üçün yetərli ola bilməz və kifayət qədər nəmlik [31, 51] və aşağı temperatur [33] üçün toxumları daha dərinə səpmək lazımdır. Buna görə də, daha uzun koleoptilli sortlara su ilə məhdudlaşan bölgələrdə üstünlük verilir, məsələn, ABŞ-ın Sakit okeanın şimal-qərbindəki aşağı su təchizatı ərazilərində yetişdirilən payızlıq buğda 10-20 sm dərinlikdə səpilir [52]. Avstraliya sortlarında koleoptil uzunluğunu təşviq edən genlərin bitki boyu təsir etmədən 12 sm əkin dərinliyində buğda şitillərinin çıxmasını artırdığı müəyyən edilmişdir [12]. Dərin toxumçuluq, həmçinin siçanların və ya digər heyvanların [8] zədələmə təhlükəsini azalda bilər və şitilləri meydana gəlməmiş herbisidlərdən [38] qoruya bilər.

Auxinlər bitki hüceyrə divarlarını dəyişdirə bilən və koleoptil hüceyrələrinin uzanması və genişlənməsi üçün vacib olan bitki hormonları sinfidir [9]. Taxıl koleoptillərində auksin tərəfindən törədilən ən əhəmiyyətli hüceyrə divarının modifikasiyası qeyri-selülozik qlükan tərkibinin azalması [23, 35, 48] və ekzo-qlükanın aktivləşdirilməsi yolu ilə 1,3:1,4-β-qlükanın deqradasiyasıdır [49]. və hüceyrə divarları ilə əlaqəli endo-β-qlükanazlar [25, 26, 30]. Bu qismən deqradasiya hüceyrə divarının boşalması ilə nəticələndi, buna görə də hüceyrələrin uzanma qabiliyyətini artırdı. Auxin həmçinin hüceyrə divarının genişlənməsi üçün optimal pH-a uyğunlaşmaq üçün apoplasta H + ekstruziyasını artırmaq üçün plazma membranında H + -ATPase səviyyəsinin sintezini gücləndirir [18]. Bəzi araşdırmalar kalium kanalı geninin olduğunu irəli sürür Zea Mays K + kanal 1 (ZMK1) auxin tərəfindən yuxarı tənzimlənir və K + yığılmasını və turqorun saxlanması ilə koleoptil uzanması üçün vacibdir [41]. Bəzi digər hüceyrə divarına bağlı zülalların da hüceyrə uzadılması üçün əsas tənzimləyicilər olduğu bildirilmişdir, məsələn, düyüdə α-ekspansin [24] və buğda koleoptillərindəki β-ekspansin [14]. Nukleozid difosfat (NDP) kinaz genlərinin də koleoptil uzanmasında iştirak etdiyi bildirildi [39]. Oksinin hüceyrə genişlənməsindən məsul olan bir qrup genləri aktivləşdirdiyi bilinsə də, koleoptil uzanmasının altında yatan dəqiq mexanizmlər qeyri-müəyyən olaraq qalır.

Arpa sortları koleoptil uzunluğuna görə əhəmiyyətli fərqlər göstərir. Paynter və Clarke (2010) [33] müxtəlif yetişdirmə mənşəli, erkən böyümə vərdişləri (dik və ya səcdə) və cins mənşəli cəmi 44 arpa sortunun koleoptil uzunluğunu müəyyən etmişdir. Bu kolleksiyada koleoptil uzunluğu 38,7 mm (Qərbi Avstraliyadan Morrell sort) ilə 92,9 mm (WA-dan Doolup sort), orta hesabla 70,2 mm arasında dəyişdi. Onlar arpa kolleksiyasında koleoptil uzunluğunun damazlıq mənşəyi və erkən böyümə vərdişi ilə əlaqəli olmadığı qənaətinə gəldilər. Takeda və Takahashi (1999) [58] 5082 arpa və 1214 buğda sortunu topladılar və koleoptil uzunluğu, birinci düyünlərarası uzunluq və toxum ölçüsü ilə bağlı dərin toxumlara dözümlülükdə əhəmiyyətli fərqlər tapdılar. Sonrakı tədqiqatlar bir neçə arpa ikiqat haploid (DH) xəritəçəkmə populyasiyalarından istifadə edərək koleoptil uzunluğu üçün QTL analizlərini apardı: Takahashi et al. (2001) [57] iki fərqli DH populyasiyasından (Harrington × TR306 və Steptoe × Morex) istifadə etdi və absis turşusu və 5H xromosomunun uzun qolunda dərin toxum tolerantlığı, koleoptil uzunluğu və birinci internod uzunluğu üçün QTL-ləri təyin etdi və gibberel turşusu reaksiyası. Takahashi et al. (2008) [56] başqa Harrinqton × TR306 populyasiyasından istifadə etdi və 1H, 2H, 4H, 5H, 6H və 7H xromosomlarında koleoptil uzanması üçün QTL-ləri xəritələşdirdi. Bununla belə, Harrington × TR306 populyasiyası üçün yalnız 127 marker və Steptoe × Morex populyasiyası üçün 223 marker mövcud idi. Nəticədə, aşkar edilmiş QTL-lər yeddi arpa xromosomu arasında 2-5 sm intervalları əhatə edirdi ki, bu da namizəd genləri təyin etmək üçün çox aşağı qətnamə idi. Bu günə qədər arpa koleoptil uzunluğu üçün heç bir spesifik namizəd genləri bildirilməyib.

Bu araşdırmada biz koleoptil uzunluğu üçün marker-xüsusiyyət assosiasiyalarını (MTA) xəritələşdirmək üçün 30.000-dən çox genetik markerlə genom miqyaslı assosiasiya xəritəsini həyata keçirdik. Biz Avstraliya kimi dünyanın ən quraq bölgələrində yetişdirilən arpa sortlarının böyük bir hissəsi də daxil olmaqla, əsasən əhliləşdirilmiş arpa sortlarının dünya üzrə kolleksiyasından (cəmi 328 birləşmə) istifadə etdik. Bu tədqiqatın məqsədləri (i) arpa genotiplərinin müxtəlif dünya kolleksiyasında koleoptil uzunluğunun fenotipik dəyişməsini araşdırmaq, (ii) GWAS vasitəsilə koleoptil uzunluğu ilə əlaqəli genomik bölgələri müəyyən etmək və (iii) ən çox arpa genotipini müəyyən etmək və xarakterizə etməkdir. MTA-ların altında yatan ehtimal genlər.


Nəticələr

MA təcrübələri və bütün genom ardıcıllığı

Biz uzunmüddətli MA təcrübələri apardıq A. taliana həm tək toxumlu nəsillərdə, həm də Nəzarət altında yetişən populyasiyalarda (gündüz 23 °C / gecə 18 °C), İstilik (gündüz 32 °C / gecə 27 °C) və İstiləşmə (gündüz 28 °C / gecə 23 °C) şərtlər (şək. 1a, b) (bax “Metodlar”). Yüksək temperatur müalicəsi, xüsusilə İstilik (32 °C), yarpaq ölçüsünün əhəmiyyətli dərəcədə azalması, daha qısa siliklər (Şəkil 1c, d) və daha qısa istehsal müddətləri kimi müxtəlif stress əlamətləri ilə nəticələndi. 35-i sıraladıq A. thaliana genomlar, o cümlədən 10-cu nəsildə MA xətlərindən 15 bitki (Hər müalicədən G10 beş bitki) və MA populyasiyalarından 15 bitki [hər biri G16 (Control, A16), G19 (İstiləşmə, C19) və G22 (İstilik, B22) )], 10-22 ardıcıl nəsilləri, eləcə də onların əcdad genomlarını əhatə edir (G0-dan beş ayrı bitki). Ümumilikdə, əcdadın genetik fonunu təmsil edən 30 nəslin genomundan təxminən 165 Gb təmiz oxunuş (30 kitabxana) və beş kitabxanadan 25 Gb təmiz oxunuşu (bax: “Üsullar”) (Əlavə fayl 1: Cədvəl S1) əldə edilmişdir. Bütün MA xətləri və populyasiyaları üçün ardıcıl oxunuşların orta hesabla 99,68%-i A. taliana istinad genomu, D10 (İdarəetmə), E10 (İstilik), F10 (İstiləşmə), A16 (İdarəetmə), B22 (İdarəetmə) hər bir fərd üçün orta dərinlikləri 52.5×, 49.7×, 47.4×, 42.7×, 37.4× və 36.3×. İstilik) və C19 (İstiləşmə) müvafiq olaraq. Müvafiq olaraq, istinad genomunun orta hesabla 116 Mb (96,9%) variant çağırışı üçün əlçatan idi (Əlavə fayl 1: Cədvəl S1). Əcdadın genetik fonunun kifayət qədər əhatə dairəsini əldə etmək üçün beş G0 kitabxanası (orta əhatə dairəsi 37,1×) birləşdirildi. Bu ardıcıllıq dərinliyi/əhatə dairəsi və əlçatan istinad yerlərinin sayı bütün genom səviyyəsində mutasiyaların dəqiq aşkarlanmasına imkan verirdi.

Sxematik təsvir və morfoloji müqayisə A. thaliana Nəzarət, İstilik və İstilik şəraitində yetişdirilir. a Sxematik təsvir A. taliana mutasiya yığılması (MA) xətləri və populyasiyaları. Bu tədqiqatda iki MA eksperimenti aparılmışdır (bax “Metodlar”). MA xətti təcrübələri üçün bir Col-0 əcdad bitkisinin toxumları 10 ardıcıl nəsil üçün Nəzarət (D), İstilik (E) və ya İstiləşmə (F) şəraitində müstəqil olaraq yetişdirildi. Fərdi bütün genom ardıcıllığı üçün hər müalicədən (D10, E10, F10) beş 10-cu nəsil (10-cu nəsil, G10) bitki (beş MA xətti) istifadə edilmişdir. MA populyasiya təcrübələri üçün MA cinsləri ilə eyni əcdad bitkinin toxumları üç qrupa bölündü (

qrup başına 35 ting) və Nəzarət şəraitində (A) 16 nəsil üçün, İstiləşmə şəraitində (C) 19 nəsil üçün və ya İstilik şəraitində (B) 22 nəsil üçün [tədricən istiləşmə şəraitində yetişən ilk 9 nəsil, yəni 1 artım Nəsil başına °C (24/18 °C-dən 32/27 °C [gündüz/gecə]) aşağıdakı 13 nəsil sabit 32/27 °C-də yetişdirildi. Hər bir emal edilmiş populyasiyadan beş 16-cı, 22-ci və 19-cu nəsil bitkilər də ardıcıllıq üçün təsadüfi seçilmişdir. Əhatə dairəsini maksimuma çatdırmaq və MA təcrübələri üçün progenitor fon genetik məlumatı (istinad genomu ardıcıllığı) təmin etmək üçün ardıcıllıq üçün beş fərd (G0) birləşdirildi. MA xətlərindən və populyasiyalarından genom ardıcıllığı olan bitkilər sarı və boz kölgəli (mavi kontur) qutularda vurğulanır, həmçinin Əlavə fayl 1: Cədvəl S1. b 5-ci mərhələdə (boltlama) və 8-9-cu mərhələlərdə (silikal yetişmə və qocalma) Nəzarət, İstilik və İstiləşmə şərtlərinə məruz qalan MA bitkilərinin böyümə vəziyyəti. 5-ci mərhələdə yarpaqlar (əsas ox ≤ 1 sm) DNT-nin çıxarılması və ardıcıllığı üçün nümunə götürüldü. Tərəzi çubuğu, 5 sm. c Nəzarət, İstilik və İstiləşmə prosedurlarından yetişmiş silikalar. Tərəzi çubuğu, 0,5 sm. d Müxtəlif temperatur emalları altında yarpaq sahəsinin və silika uzunluğunun fenotipik statistikası. 5-ci mərhələdə yarpaqlar (boltlama) və 9-cu mərhələdə silikalar ölçüldü. Təcrübələr üç dəfə təkrarlandı və məlumatlar ortalama ± standart səhvlər kimi təqdim edildi (SEMs n = 30). Əhəmiyyətli fərqlər dispersiya təhlili (ANOVA) ilə post hoc testləri ilə aşkar edilmişdir (*səh < 0,05, **səh < 0,01 və Nəzarət və ya İstiləşmə)

MA xətlərində və yüksək temperaturda populyasiyalarda yığılmış mutasiyalar və mutasiya dərəcələri

D10-da 39 mutasiya (31 tək nukleotid variantı [SNVs] və 8 indel) daxil olmaqla, üç temperatur müalicəsi altında MA xətlərindən cəmi 211 homozigot de novo mutasiya əldə etdik (Şəkil 2a və Əlavə fayl 1: Cədvəllər S2-S3). (Nəzarət), E10-da (İstilik) 98 mutasiya (69 SNV və 29 indel) və F10-da (İstiləşmə) 74 mutasiya (54 SNV və 20 indel). MA sətirlərindəki 57 indelin əksəriyyəti (85,9%) qısa (1-3 bp) silinmələr (dels) və əlavələr (insertlər) idi (Şəkil 2c). Bundan əlavə, E10 (25 dels qarşı 4 düym) və F10 (17 dels qarşı 3 düym) indelləri dellərə qarşı güclü meyl göstərdi. Bundan əlavə, biz MA populyasiyalarında 376 homozigot de novo mutasiya, o cümlədən A16 (Nəzarət) 70 mutasiya (60 SNV və 10 indel), B22 (İstilik) və 123 mutasiya (130 SNV və 53 indel) aşkar etdik. 88 SNV və 35 indel) C19-da (İstiləşmə) (Şəkil 2b və Əlavə fayl 1: Cədvəllər S2-S3). MA cərgələrindən müəyyən edilmiş indellərə bənzər, MA populyasiyalarındakı indellərin əksəriyyəti qısa (1-3 bp) idi və B22 (42 dels ilə 11 düym) və C19 (22 dels ilə 13 düym) arasında qərəzli idi (Şəkil 2). 2d). Üstəlik, heç bir MA xəttində və ya populyasiyasında yeni dəyişdirilə bilən elementin (TE) daxil edilməsi hadisəsi tapmadıq.

De novo mutasiyaların xromosomlar arasında paylanması [tək nukleotid variantları (SNVs) və kiçik daxiletmələr və silinmələr (indels)] genomlarında aşkar edilmişdir. Ərəbidopsis İstilik, İstiləşmə və Nəzarət MA xətlərindən və populyasiyalarından. a,b Etiketlər mutasiya rənglərinin növünü göstərir, funksional sinifi və ya proqnozlaşdırılan nəticəsini göstərir. Tək əsaslı əlavələr (daxiletmələr) və silinmələr (dels) müvafiq olaraq, artı və mənfi işarəsi olan əsas hərflərlə göstərilir. Böyük ins və dels müvafiq olaraq plus (daxil edilmiş əsas cütlərin sayı ilə) və mənfi işarəsi (silinmiş əsas cütlərin sayı ilə) ilə göstərilir. Fərdi rənglər genlərarası bölgəni (qırmızı), intron (sarı), sinonim/çərçivə sürüşdürməməsi (narıncı), sinonim olmayan/frameshift/stop qazancı (mavi), UTR3/5 (bənövşəyi), yuxarı/aşağı axın (yaşıl), splicing (çəhrayı) göstərir ), köçürülə bilən element (bənövşəyi) və kodlaşdırılmayan/psevdogen (göl mavisi) mutasiyalar. Hər MA populyasiyasında qırmızı etiketlər ən azı iki ardıcıl nümunədə aşkar edilmiş eyni mutasiyaları göstərir. c, d İns və dellərin tezlikləri və kateqoriyaları onların indel uzunluqlarına əsasən müəyyən edilmişdir (həmçinin bax Əlavə fayl 1: Cədvəl S3)

Biz daha sonra iki simulyasiya testindən istifadə edərək mutasiya çağıran boru kəmərlərinin düzgünlüyünü qiymətləndirdik [14, 35]. İlk sınaq üçün biz altı nüsxə istinad genomundan istifadə edərək 600 təsadüfi SNV-ni simulyasiya etdik (bax “Metodlar”). Xəritəçəkmə və mutasiya edilmiş istinad genomlarına qarşı SNV filtrasiyasını oxuduqdan sonra boru kəmərimiz gözlənilən 600 SNV-dən 588-ni (98%) bərpa etdi (Əlavə fayl 1: Cədvəl S4). İkinci simulyasiya testi üçün biz homozigot SNV-ləri təqdim etdik və heterozigot SNV filtrasiyasını həyata keçirdik, nəticədə 71-91% homozigot SNV-lərin bərpası ilə nəticələndik (Əlavə fayl 1: Cədvəl S5). Mutasiya çağırışlarımızı təsdiqləmək üçün Sanger ardıcıllığı ilə MA xətlərindən bütün SNV və indelləri eksperimental olaraq yoxladıq. Ümumilikdə, 211 mutasiyadan 205-i təsdiqləndi (altı mutasiya PCR uğursuzluğu kimi müəyyən edildi) (Əlavə fayl 1: Cədvəl S6).

SNV mutasiya dərəcəsini təxmin etdik (μSNV) və indel mutasiya dərəcəsi (μindel) MA sətirlərində nəsil başına sayt başına. Mutigenerational artım A. thaliana istilik şəraitində SNV-lərin orta dərəcələrində Nəzarət D ilə müqayisədə əhəmiyyətli artımlara səbəb oldu [μE-SNV = 1,18 (± 0,09) × 10 − 8 qarşı. μD-SNV = 5,28 (± 0,95) × 10 - 9 iki nümunə t test, səh = 1,0 × 10 − 3 ] və indellər [μE-indel = 4,94 (± 0,50) × 10 − 9 qarşı μD-indel = 1.36 (± 0.43) × 10 − 9 , səh = 6,3 × 10 − 4 Şəkil 3a]. Eynilə, İstiləşmə də SNV-ni artırdı [μF-SNV = 9.21 (± 0.68) × 10 − 9 , səh = 9,9 × 10 − 3 ] və indel [μF-indel = 3.41 (± 0.71) × 10 − 9 , səh = 0,04] ​​mutasiya dərəcələri. Bundan əlavə, delslərin mutasiya nisbətləri hər iki Heat E-də inslərinkindən 5 dəfə çox idi.μE-del = 4,26 (± 0,47) × 10 − 9 ilə müqayisədə. μE-in = 6,82 (± 1,70) × 10 − 10 ] və İstiləşmə F [μF-del = 2,90 (± 0,88) × 10 − 9 qarşı μF-in = 5,12 (± 3,41) × 10 − 10 ], Nəzarət D-də müşahidə edilən fərqin olmamasından fərqli olaraq. İstilik və İstiləşmə xətlərinin ümumi MA mutasiya dərəcələri (SNV və indekslər) 1,67 (± 0,06) × 10 − 8 idi. (μE-cəmi) və 1,26 (± 0,13) × 10 − 8 (μF-cəmi) hər nəsildə sayt başına, təxminən 2,5 dəfə (səh = 8,6 × 10 − 6 ) və 1,9 qat (səh = 4 × 10 − 3 ) Nəzarətdən yüksəkdir [μD-cəmi = 6,65 (± 0,83) × 10 − 9 ], müvafiq olaraq (Şəkil 3a). Bundan əlavə, biz İstiləşmə F ilə müqayisədə Heat E-də ümumi mutasiyaların və SNV-lərin əhəmiyyətli dərəcədə yüksək nisbətlərini müşahidə etdik.səh < 0,05), halbuki indeks dərəcələrində fərq əhəmiyyətli deyildi (səh = 0.1).

Nəzarət, İstiləşmə və İstilik MA xətlərində və populyasiyalarında müşahidə edilən mutasiyaların (SNVs, indellər) və molekulyar spektrlərin mutasiya sürətlərinin qiymətləndirilməsi. a, b MA xətlərində və müxtəlif temperatur müalicələrinə məruz qalan populyasiyalarda de novo mutasiyaların SNV, indeks və ümumi mutasiya dərəcələri (hər nəsildə hər bir sahəyə görə). Əhəmiyyətli fərqlər iki quyruqlu Tələbədən istifadə edərək aşkar edilmişdir t test (*səh < 0,05, **səh Nəzarət və ya İstiləşmə prosedurları ilə müqayisədə < 0,01). c, d MA xətlərində və müxtəlif temperatur müalicələrinə məruz qalan populyasiyalarda müxtəlif mutasiya növlərinin mutasiya dərəcələri. Müşahidə olunan mutasiyaların sayının müəyyən mutasiya yarada bilən təhlil edilən sahələrin sayına və hər Nəzarət, İstiləşmə və İstilik nəsli və populyasiya nəsillərində MA nəsillərinin sayına bölünməsi yolu ilə hər bir nəsil üçün hər bir mutasiya növünün şərti dərəcələri təxmin edilmişdir. . Səhv çubuqları SEM-i göstərir. e, f MA xətlərində və müxtəlif temperatur müalicələrinə məruz qalmış populyasiyalarda toplanmış keçid və transversiya mutasiyalarının mutasiya tezlikləri (hər nəsildə genom başına). Əhəmiyyətli fərqlər iki quyruqlu Tələbədən istifadə edərək aşkar edilmişdir t test (*səh < 0,05, **səh Nəzarət və ya İstiləşmə prosedurları ilə müqayisədə < 0,01). g MA xətlərində və müxtəlif temperatur müalicələrinə məruz qalan populyasiyalarda toplanmış SNV-lərin keçid/transversiya nisbətləri (Ts/Tv)

Paralel olaraq, MA populyasiyalarında orta mutasiya dərəcələrini də qiymətləndirdik (Şəkil 3b). İstilik şəraitində yetişdirilən bitkilər Nəzarət bitkiləri ilə müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə yüksək SNV dərəcələrinə malik idi, məsələn μB-SNV (İstilik) = 1,03 (± 0,06) × 10 − 8 ilə müqayisədə. μA-SNV (Nəzarət) = 6,53 (± 0,76) × 10 − 9 (səh = 1,6 × 10 − 4 ), halbuki İstiləşmə (μC-SNV = 8,08 (± 0,63) × 10 − 9 ) və Nəzarət şərtləri (səh = 0.2). Bununla belə, İstilik B və İstiləşmə C-nin ümumi mutasiya dərəcələri 1,45 (± 0,09) × 10 − 8 (μB-cəmi) və 1,13 (± 0,09) × 10 − 9 (μC-cəmi), təxminən 2,0 və 1,5 dəfə (səh < 0,05) Nəzarət A-dan yüksək [μA-cəmi = 7,61 (± 0,08) × 10 − 9 ], müvafiq olaraq (Şəkil 3b). Bundan əlavə, İstiləşmə C ilə müqayisədə Heat B əhəmiyyətli dərəcədə daha yüksək ümumi mutasiya və SNV nisbətlərinə malikdir (səh < 0,05). Bununla belə, SNV dərəcələri və ümumi mutasiya dərəcələri həm İstilik, həm də İstiləşmə populyasiyalarında yüksək temperatur altında MA xətləri ilə müqayisədə aşağı idi.

Mutasyonların molekulyar spektrləri A. thaliana yüksək temperatur altında

Əsas əvəzetmə mutasiyalarının spektrləri çox nəsil böyüməsindən sonra dəyişdi A. taliana İstilik, İstiləşmə və Nəzarət şəraitində. Biz hər üç temperatur müalicəsi altında MA xətlərində tez-tez baş verən altı mutasiya spektrində güclü C:G → T:A meylini (C → T və G → A tərəfindən idarə olunur) tapdıq (Şəkil 3c), lakin C:G → T :Yüksək temperatur altında olan mutasiyalar (İstilik və İstiləşmə) Nəzarətlə müqayisədə daha yüksək dərəcələrə malik idi. Bundan əlavə, Heat E ilə müqayisədə (μE-C:G → T:A = 1,47 × 10 − 8 hər nəsil üçün), İstiləşmə F daha aşağı C:G → T:A mutasiya dərəcəsi nümayiş etdirdi (μF-C:G → T:A = 1,23 × 10 − 8). Bundan əlavə, Heat E və Warming F-də ikinci ən çox görülən əvəzetmə A:T → T:A (mutasiya dərəcəsi, μE-A:T → T:A = 3.20 × 10 − 9 ), lakin bu, ikinci ən çox əvəzlənmənin A:T → G:C olduğu D Control D-dən fərqlənirdi (μE-A:T → G:C = 2,39 × 10 − 9). Ümumiyyətlə, C:G yerlərində baş verən mutasiyaların orta nisbəti, E və İstiləşmə F-də A:T yerlərindən fərqli olaraq, təxminən 3 dəfə yüksək idi (Şəkil 3c).

Nəzarət D-də 2 dəfə. MA populyasiyalarında biz İstilik və İstiləşmə (Şəkil 3d) altında oxşar nəticələri müşahidə etdik, məsələn, İstilik B və İstiləşmə C-də ən tez-tez əvəzlənmələr də C:G → T:A (μB-C:G → T:A = 1.50 × 10 − 8 μC-C:G → T:A = 1.54 × 10 − 8 ) və Nəzarət A-dan daha yüksək idi (μA-C:G → T:A = 1,01 × 10 − 8). İstilik B-də ikinci ən çox görülən əvəzetmələr (mutasiya dərəcəsi) A:T → T:A (μB-A:T → T:A = 2.37 × 10 − 9 ) saytlar, Heat MA xətlərinə bənzər. Bunun əksinə olaraq, İstiləşmə C-də ikinci ən çox görülən əvəzetmələr A:T → G:C idi (μC-A:T → G:C = 2,16 × 10 − 9), İstiləşmə MA xətlərindən bir qədər fərqlidir.

Üç müalicə üçün keçid və transversiya tezliklərini (nəsil başına genom başına) hesabladıq. MA xətlərində, İstilik E (müvafiq olaraq 0,84 və 0,54) və İstiləşmə F (müvafiq olaraq 0,68 və 0,40) keçid (Ts) və transversiya (Tv) tezlikləri Nəzarət D (0,46 və 0,16, müvafiq olaraq Şəkil 1) ilə müqayisədə aşkar artımlar göstərdi. 3e,f), nəticədə hər iki yüksək temperaturda Ts/Tv nisbətləri əhəmiyyətli dərəcədə azaldı (Şəkil 3g və Əlavə fayl 1: Cədvəl S7). Üstəlik, İstilik E ilə müqayisədə, İstiləşmə F daha yüksək Ts/Tv nisbətinə malik idi ki, bu da Ts və Tv-nin aşağı tezlikləri ilə əlaqələndirilə bilər. Ts/Tv əmsalları İstilik və İstiləşmə MA populyasiyalarında MA xətlərinə nisbətən daha yüksək olmuşdur (Şəkil 3g). MA populyasiyaları daxilində Ts/Tv nisbətləri İstilik B-də (1.83) Nəzarət A (2.53 Şəkil 3g) ilə müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə azalmışdır. Buna baxmayaraq, İstiləşmə populyasiyası İstilik və Nəzarət populyasiyalarına nisbətən daha yüksək keçid və aşağı transversiya dərəcələri səbəbindən yüksək Ts/Tv nisbəti göstərdi.

Müxtəlif genomik bölgələrdə mutasiya tezliyinin paylanması A. thaliana yüksək temperatur altında

Biz mutasiyaları qeyd etdik və MA xətlərində və populyasiyalarında müxtəlif genomik bölgələr üzrə onların tezliklərini təxmin etdik. Bütün MA xətləri genik bölgələrə nisbətən intergenik bölgələrdə daha yüksək mutasiya tezliyi göstərdi. İstilik E və İstiləşmə F həm genik (1,4-2,2 dəfə artım), həm də genlərarası (0,5-1 dəfə artım) bölgələrdə mutasiya tezliyində Kontrol D ilə müqayisədə > 50% artım göstərdi (səh < 0.05 Şəkil 4a Əlavə fayl 1: Cədvəl S8A). Xüsusilə, İstilik E və İstiləşmə F-nin genik bölgələrində, Nəzarət D-dən fərqli olaraq kodlaşdırmayan bölgələrə nisbətən kodlaşdırma bölgələrində daha yüksək mutasiya tezliyi baş verdi. İstilik E və İstiləşmə F kodlaşdırma bölgələrində variantların üstünlük təşkil etməsi qeyri-sinonimlərin qeyri-mütənasib baş verməsi ilə əlaqələndirildi. mutasiyalar (Əlavə fayl 1: Cədvəl S8A). Məsələn, Heat E-də (0,26) qeyri-sinonim mutasiyalar Nəzarət D (0,02) ilə müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə tez-tez olmuşdur. səh < 0,05). Bundan əlavə, Heat E, intergenik və genik bölgələrdə Warming F ilə müqayisədə daha yüksək mutasiya tezliyi göstərdi, lakin bu fərq əhəmiyyətli deyildi (səh > 0,05). Kodlaşdırılmayan bölgələrdə intronik və tərcümə olunmamış bölgə (UTR) mutasiyalarının tezliyi E Heat-də ən yüksək olmuşdur. Maraqlıdır ki, İstilik müalicəsi altında transpozisiya edilə bilən elementlərdə (TE) daha çox mutasiya baş vermiş, Nəzarət D ilə müqayisədə İstilik E-də əhəmiyyətli dərəcədə artmışdır.səh = 0,02). Nəhayət, biz intergenik, genik və TE bölgələrində SNV dərəcələrini hesabladıq (Şəkil 4a), bunların hamısı temperaturla artdı.

Nəzarət, İstilik və İstiləşmə xətləri arasında müxtəlif genomik bölgələrdə mutasiya tezliklərinin müqayisəsi (a) və əhali (b). Yığılmış bar diaqramındakı ədədi dəyərlər genomik bölgələrdə ümumi mutasiyaların (SNV və indekslər) tezliyini göstərir. Hər bir nümunədə hər bölgənin mutasiya tezliyi düsturdan istifadə etməklə hesablanmışdır m = n/g, harada n müəyyən edilmiş mutasiyaların sayıdır və g nəsillərin sayıdır. Müvafiq olaraq, hər bir müalicənin (beş nümunə) orta mutasiya tezliyi ∑ ilə qiymətləndirilmişdirm/5. Çubuqların üstündəki ədədi dəyərlər genomik bölgələrdə SNV dərəcələrini göstərir. Hər bir genomik bölgənin SNV dərəcələri (hər nəsil üçün sahə başına) müşahidə edilən mutasiyaların sayını müəyyən mutasiya yarada bilən təhlil edilən saytların sayına və MA nəsillərinin sayına bölmək yolu ilə təxmin edilmişdir.

MA populyasiyalarında B Heat-da genlərarası bölgələrin və TE-lərin mutasiya tezliklərinin Nəzarət A-da olanlardan əhəmiyyətli dərəcədə yüksək olduğunu gördük (səh < 0,01 Şəkil 4b). Bunun əksinə olaraq, Heat B-də (0,07) qeyri-sinonim mutasiyaların tezliyi İstiləşmə C (0,18) ilə müqayisədə aşağı idi (Əlavə fayl 1: Cədvəl S8B). Ardıcıl olaraq, İstilik B-də kodlaşdırma bölgələrinin mutasiya tezliyi (0,13) İstiləşmə C (0,26) ilə müqayisədə aşağı idi (Şəkil 4b). Xüsusilə, İstilik və İstiləşmə populyasiyalarında kodlaşdırma bölgələrinin mutasiya tezlikləri də İstilik və İstiləşmə xətlərinə nisbətən daha aşağı idi və Heat B populyasiyasında (0,07) Heat E xəttlərinə nisbətən (0,26) müşahidə edilən qeyri-sinonim mutasiyaların tezliyi əhəmiyyətli dərəcədə aşağı idi (0,26) ( Əlavə fayl 1: Cədvəl S8B) bu yüksək temperaturda MA populyasiyalarında qeyri-sinonim mutasiyalar üçün daha güclü seçim effektlərini göstərir. MA populyasiyalarına seçim effektlərini daha çox araşdırmaq üçün biz KaKs kalkulyatorundan sinonim olmayan və sinonim əvəzetmə nisbətini təyin etmək üçün istifadə etdik (Ka/Ks nisbəti). İstilik E xətlərinin Ka/Ks nisbəti 0,92, İstilik B populyasiyasının Ka/Ks nisbəti > 1 (1,51) olduğu halda, Heat MA populyasiyasının müsbət seçimə məruz qaldığını göstərir.

Sinonim olmayan SNV-lər, dayanma kodonlarının qazanc və itkiləri və kodlaşdırma bölgələri daxilindəki indellər fitnə təsir göstərə bilər [36]. Buna görə də, biz müxtəlif müalicələr altında fitnə təsir edən diploid genomik mutasiyaların nisbətlərini təxmin etdik. Bu dərəcələr İstilik E və İstiləşmə F-də müvafiq olaraq hər nəsil üçün 0,48 (± 0,1) və 0,36 (± 0,2) idi və bu dəyərlər Nəzarət D (0,13 ± 0,1 İstilik) ilə müqayisədə yüksək idi. vs. Nəzarət, səh = 0.005 İstiləşmə vs. Nəzarət, səh = 0,16). Eynilə, fitnessə təsir edən genomik mutasiya nisbətləri İstilik B (0,16) və İstiləşmə C (0,24) ilə Nəzarət A (0,05) ilə müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə yüksək olmuşdur. səh < 0,003). Bundan əlavə, fitnessə təsir edən genomik mutasiya nisbətləri MA populyasiyalarında MA xətlərindən daha aşağı idi.

Funksional genlərdəki mutasiyalar A. thaliana yüksək temperatur altında

Yüksək temperatur reaksiyalarının altında yatan müxtəlif bioloji proseslərdə iştirak edə bilən funksional genlərdə yığılmış mutasiyaları araşdırmaq üçün biz Nəzarət, İstiləşmə və İstilik MA-dan mutasiyalar olan 29, 46 və 55 genlərin Gen Ontologiyası (GO) funksional analizini həyata keçirdik. müvafiq olaraq xətlər və populyasiyalar (Əlavə fayl 1: Cədvəl S3). Biz bu genlərin hüceyrə prosesi, metabolit prosesi, hüceyrə hissəsi, membran, bağlama və katalitik fəaliyyət daxil olmaqla bir çox əlaqəli şərtlərlə zənginləşdiyini aşkar etdik (Şəkil 5a). Bunun əksinə olaraq, yüksək temperatur “qıcıqlanmaya cavab”, “reproduktiv proses”, “inkişaf prosesi” və “bioloji tənzimləmə” terminləri ilə əlaqəli daha çox genin zənginləşməsi ilə nəticələndi. Kioto Genlər və Genomlar Ensiklopediyası (KEGG) funksional təhlili yüksək temperaturda "siqnal ötürülməsi", "inkişaf" və "replikasiya və təmir" daxil olmaqla ümumi yolların zənginləşdirilməsini göstərdi (Əlavə fayl 2: Şəkil S1).

MA xətlərində və populyasiyalarında mutasiyaya uğramış genlərin funksional zənginləşdirilməsi. a Nəzarət (A və D), İstilik (B və E) və İstiləşmə (C və F) müalicələrində mutasiyaya uğramış genlərin GO zənginləşdirilməsi. Ok mühüm bioloji prosesi göstərir. b İstilik və İstiləşmə altında mutasiyaya uğramış genlərin ifadə səviyyələri Nəzarətdən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənirdi (NCBI GSE118298-dən əldə edilən ifadə məlumat dəsti). Hər bir müalicə üçün Log10 ilə çevrilmiş FPKM ifadə dəyərləri istilik xəritəsindən istifadə edərək vizuallaşdırıldı. Qırmızı rəng yüksək ifadə səviyyəsini, mavi rəng isə aşağı ifadə səviyyəsini göstərir. c Qeyri-sinonim (narıncı), çərçivə sürüşməsinin silinməsi (mavi), çərçivənin dəyişdirilməsi (sarı) və MA xətlərinin və populyasiyalarının gen kodlaşdırma bölgələrində qazancın dayandırılması (boz) mutasiyaları. Güman edilən bioloji prosesdə iştirak edən hər bir gen göstərilir. Müdafiə reaksiyası və DNT təmiri ilə əlaqəli genlər mavi rənglə qeyd olunur və ulduzlar (()-də göstərilən diferensial şəkildə ifadə olunan genləri göstərirb)

Bu mutasiyaların istiliyə və istiləşməyə transkripsiya reaksiyasında iştirak edən genlərdə baş verib-vermədiyini daha da müəyyən etmək üçün biz İstilik, İstiləşmə və Nəzarət müalicələri arasında potensial temperatura cavab verən (əhəmiyyətli dərəcədə differensial ifadə edilmiş) transkriptləri müəyyən etmək üçün əvvəllər əldə edilmiş RNT-seq məlumat dəstindən istifadə etdik. “Metodlar”a baxın). Maraqlıdır ki, İstilik MA nümunələrindən alınan 55 gendən 9-u (16%) Nəzarət və İstilik müalicəsi arasında əhəmiyyətli dərəcədə diferensial ifadə göstərdi və İstiləşmə MA nümunələrindən alınan 46 gendən 10-u (22%) Nəzarət və İstiləşmə arasında diferensial şəkildə ifadə edildi (Şəkil 5b). . Xüsusilə, 70-17 istilik şoku zülalını kodlayan iki gendə mutasiyalar baş verdi.HSP70-17) və istilik stresinin transkripsiya faktoru A-1a (HSFA1A), İstilik müalicəsi altında yuxarı tənzimlənən və müvafiq olaraq İstilik E və B-də müəyyən edilmişdir.

Biz daha sonra qeyri-sinonim, çərçivə dəyişikliyi, stop-qazanma SNV-ləri və ya indelləri olan genlərə diqqət yetirdik (Şəkil 5c). İstilik xətlərində, əlavə olaraq HSP70-17, yuxarıda təsvir edilən, fumarat hidrataz 2-ni kodlayan gendə qeyri-sinonim mutasiya tapıldı (FUM2), tənəffüs metabolizmi ilə əlaqəlidir. Maraqlıdır ki, proliferasiya edən hüceyrə nüvə antigeni (PCNA) domenini ehtiva edən proteini kodlayan gendə mutasiya baş verdi.AT4G17760), DNT təmiri ilə əlaqədardır. Üstəlik, müdafiə ilə əlaqəli (yəni, xəstəliyə qarşı müqavimət) protein Toll interleykin 1 reseptoruna bənzər nukleotid bağlayan lösinlə zəngin təkrarda (TIR-NB-LRR) çərçivə dəyişikliyi və sinonim olmayan SNV. AT5G48770AT4G10780) müvafiq olaraq İstilik E və İstiləşmə F xətlərində müəyyən edilmişdir. MA xətlərində yığılmış mutasiyalardan fərqli olaraq, biz kalsiumdan asılı lipid bağlayıcı ailə zülalını kodlayanlar kimi inkişaf və siqnal ötürülməsi ilə əlaqəli genlərdə paylanmış bir çox ekzonik mutasiya tapdıq.AT1G48090) və WD40 təkrar bənzər super ailə zülalı (AT3G54190), MA populyasiyalarında (Şəkil 5c). Qeyd etmək lazımdır ki, bütün fərdlər arasında mutasiyaların paylanması nümunələri MA populyasiyaları və MA xətləri arasında əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənirdi. Məsələn, MA populyasiyası daxilində bəzi mutasiyalar müxtəlif fərdlər tərəfindən paylaşılmışdı, halbuki MA xətti mutasiyaları fərdlər arasında geniş yayılmışdır (Şəkil 5c, Əlavə fayl 1: Cədvəl S3) bu nəticələr MA populyasiyalarının və MA xətlərinin fərqli mutasiya mənzərələrini nümayiş etdirdi. MA populyasiyalarına tətbiq edilən eksperimental dizaynı nəzərə alaraq, biz bu ümumi ekzonik mutasiyaların, ehtimal ki, eyni nəsildə (əcdad bitki deyil) bir valideyn fərdindən yarandığını fərz edirik və bu, bəzi genetik variantların çoxlu sayda selektiv təzyiq altında populyasiyalarda yayılma ehtimalının daha yüksək olduğunu göstərir. nəsillər.

Metilasiya və TE annotasiyası arasında qarşılıqlı əlaqə

Biz MA xətlərinin bütün genom bisulfit ardıcıllığını apardıq və Nəzarət D ilə müqayisədə (9,78%) İstilik E (10,54%) və İstiləşmə F-də (10,44%) daha çox metilləşdirilmiş sitozinləri (mCs) müəyyən etdik (9,78% Əlavə fayl 1: Cədvəl S9). CG, CHG və CHH (burada H A, T və ya G-yə aiddir) kontekstlərində mC-lər Əlavə Cədvəl 8-də ümumiləşdirilmişdir.Metilləşdirilmiş sitozinin (mC) timinə kortəbii dezaminasiyası mutasiyaların əsas mənbəyi olduğu bilinir, bu da metilləşdirilmiş yerlərdə mutasiya nisbətlərinin artması ilə nəticələnir [37]. Beləliklə, biz üç kontekstdə metilləşdirilmiş və metillənməmiş kontekstdə Nəzarət, İstilik və İstiləşmə MA xətlərindəki mutasiyalara diqqət yetirdik. İstilik müalicəsində mutasiyaya uğramış əsaslarda metilləşmənin nisbətləri CG-də metilləşmənin genom səviyyəsində baş verməsindən qat-qat böyük idi (Fisher's dəqiq testi, səh = 4,58 × 10 –8 ), CHG (Fisherin dəqiq testi, səh = 1,92 × 10 –21 ) və CHH (Fisherin dəqiq sınağı, səh = 1,63 × 10 –3 ) kontekstlər (şək. 6b). İstiləşmədə mutasiya yerlərində yüksək metilasiya tezliyi də aşkar edilmişdir (Fisherin dəqiq sınağı: CG, səh = 3.36 × 10 -4 CHG, səh = 1,92 × 10 -15 CHH, səh = 0.02) və Nəzarət (Fişerin dəqiq sınağı: CG, səh = 3,56 × 10 -12 CHG, səh = 2.27 × 10 -21 CHH, səh = 0.08) müalicələr (Şəkil 6a, c). Metilasiya və TE əhəmiyyətli dərəcədə korrelyasiya olduğundan [35, 38], biz logistik reqressiya modelindən istifadə edərək, metilasiya və TE mövqeyinin (iki tərəfli analiz) əsas təsirlərini yüksək temperaturda mutasiya dərəcələrinə daha da sınaqdan keçirdik. Metilləşdirilmiş sahələr və TE bölgələri Nəzarət, İstilik və İstiləşmə MA xətlərindəki mutasiyalarla müsbət əlaqələndirilmişdir (Əlavə fayl 1: Cədvəl S10). Ümumiyyətlə, TE-lərin daxilində və xaricində metilləşdirilmiş sahələr MA xətlərində metillənməmiş sahələrə nisbətən daha yüksək mutasiya dərəcələrinə malik idi (Əlavə fayl 2: Şəkil S2). Nəzarət xətlərində olanlarla müqayisədə, İstilik və İstiləşmə xətlərindəki metilləşdirilmiş və metillənməmiş sahələr yerdən asılı olmayaraq (TE-lərin daxilində və ya xaricində) daha yüksək mutasiya dərəcələri göstərmişdir. Heat E TE-lərdən kənar metilləşdirilmiş saytlarda ən yüksək mutasiya dərəcəsinə malik olmuşdur (Şəkil 6d). Bundan əlavə, biz müşahidə etdik ki, TE-lərdə metillənməmiş saytlar İstiləşmə F-də Heat E ilə müqayisədə daha yüksək nisbətə malikdir, lakin bu fərq əhəmiyyətli deyildi.

Nəzarət, İstilik və İstiləşmə MA xətlərində sitozin metilasiyası və TE bölgəsinin mutasiya dərəcələrinə təsirinin qiymətləndirilməsi. ac Nəzarət D (A), İstilik E (B) və İstiləşmə F (C) xətlərində genomun bütün əsasları və mutasiyaya uğramış əsaslar üzrə sitozin metilasiya faizlərinin müqayisəsi. H A, T və ya G-yə aiddir. mutasiyaya uğramış əsaslarda metilasiya faizi hər üç kontekst üçün müvafiq genom səviyyəsində baş verəndən qat-qat yüksəkdir: CG (Fisherin dəqiq testi, səh = 4.58 × 10 -8 ), CHG (Fisher'in dəqiq testi, səh = 1,92 × 10 –21 ) və CHH (Fisherin dəqiq testi, səh = 1.63 × 10 –3 ). d Nəzarət D (D), İstilik E (E) və İstiləşmə F (F) xətlərində sitozin metilasiyası və TE bölgəsinin mutasiya dərəcələrinə təsiri. The x ox, hər nəsil üçün sayt başına log-çevrilmiş (log10) mutasiya dərəcələrini göstərir. Qeyri-TE və TE mövqeləri üçün mutasiya dərəcələri müvafiq olaraq narıncı və mavi rənglərlə qeyd olunur. Metillənməmiş və metilləşdirilmiş CG mövqeləri üçün mutasiya dərəcələri müvafiq olaraq üçbucaq və kvadratlarla göstərilmişdir. Control D, Heat E və Warming F xətləri arasında mutasiya dərəcələrindəki fərqlər Student's metodundan istifadə etməklə qiymətləndirilmişdir. t test. Səhv çubuqları SEM-ləri göstərir. Ulduz işarələri D nəzarətindən əhəmiyyətli fərqləri göstərir səh < 0,05 (*) və səh < 0,01 (**), müvafiq olaraq

Mutasion meyl və kontekst təsirləri A. thaliana yüksək temperatur altında

Gen sıxlığı və GC məzmunu da daxil olmaqla, müxtəlif genomik xüsusiyyətlərin mutasiya tezliyinə nisbi töhfələrini təxmin etdik. Həm MA xəttlərində, həm də populyasiyalarda, hər üç müalicədə yüksək və aşağı gen sıxlığı bölgələrində daha az mutasiya tapdıq (Şəkil 7a). MA xətləri üçün mutasiya dərəcəsi Heat E-də aşağı və yüksək gen sıxlığı bölgəsinə əhəmiyyətli dərəcədə meylli idi (t test, səh = 0,02 Şəkil 7b) və İstiləşmə F (səh = 0,03). Bunun əksinə olaraq, yüksək və aşağı gen sıxlığı bölgələri arasında Control D-nin mutasiya nisbətində əhəmiyyətli fərq müşahidə edilməmişdir (səh = 0,45). Bu nəticə çox nəsillərə məruz qaldığını göstərir A. thaliana yüksək temperaturlara, ətraf mühitin (Nəzarət) temperaturu altında bitkilərlə müqayisədə aşağı gen sıxlığı bölgəsinə doğru DNT mutasiyalarının yığılmasını sürətləndirir. Biz həmçinin GC məzmununun (1 kb pəncərəyə görə) MA xətlərində və hər müalicənin populyasiyalarında yerli mutasiya dərəcələrinə təsir edib-etmədiyini təxmin etdik. Bütün MA xətləri və populyasiyaları üçün GC məzmunu və müşahidə edilən mutasiya dərəcələri yaxşı korrelyasiya edilməmişdir (Əlavə fayl 2: Şəkil S3), bu, GC məzmununun MA təcrübələrimizdə mutasiya sürətinə təsir etmədiyini göstərir.

Nəzarət, İstilik və İstiləşmə xətlərinin və populyasiyaların mutasiya meylləri. Nəzarət, İstilik və İstiləşmə xətlərində və populyasiyalarda xromosomlar arasında gen sıxlığı və mutasiya nisbətləri arasındakı əlaqənin təhlili. a Mutasyonların yayılması A. thaliana Circos süjetində göstərilən xromosomlar. Xarici dairədən daxili dairəyə qədər süjetdə xromosomlar, genlər (bənövşəyi çubuqlar) və A16 (yaşıl çubuqlar), B22 (sarı çubuqlar), C19 (qırmızı çubuqlar), D10 (çəhrayı çubuqlar), E10 (bənövşəyi çubuqlar) mutasiyaları göstərilir. ) və F10 (mavi zolaqlar). Hər bir xromosom yüksək və aşağı gen sıxlığı bölgələrinə qruplaşdırılan çoxlu qutulara (bin ölçüsü = 100 kb) bölünür. b Gen sıxlığı yüksək və aşağı gen sıxlığı olan bölgələr arasında mutasiya nisbətlərinin müqayisəsi. Əhəmiyyətli fərqlər iki quyruqlu Student's istifadə edərək aşkar edilmişdir t test (səh < 0,05, yüksək və aşağı gen sıxlığı bölgələri). ch Nəzarət, İstilik və İstiləşmə MA xətləri üçün təxmin edilən AT və GC bazalarında qonşudan asılı mutasiya dərəcələri (ce) və əhali (fh). Trinukleotid kontekstindən asılı mutasiya dərəcəsi hər bir müalicə üçün göstərilir. The x ox zəncir oriyentasiyasından asılı olmayaraq fokus nukleotidləri (böyük hərf, mutasiya yeri) və bilavasitə yan nükleotidləri (kiçik hərf) göstərir (məsələn, tAt sinfinə tAt və aTa yerlərində ümumi mutasiya sürəti daxildir). Hər bir müalicə üçün G/C əsaslarının mutasiya dərəcələri ümumiyyətlə A/T əsaslarına nisbətən yüksəlmişdir. Qırmızı nöqtələr əhəmiyyətli dərəcədə yüksək mutasiya nisbətlərini göstərir

Biz yerli ardıcıllıq kontekstinin DNT zəncirinin oriyentasiyasından (məsələn, AAG və onun tamamlayıcı CTT) hər iki yerdə müxtəlif nukleotidlərlə əhatə olunmuş A/T və G/C mövqelərinin mutasiya sürətlərinə təsirini qiymətləndirdik (məsələn, AAG və onun tamamlayıcı CTT hər ikisi AAG kateqoriyası altında mərkəzi AT mövqeyi). Gözlənildiyi kimi, GC əsasları bütün müalicələrdə AT əsaslarından əhəmiyyətli dərəcədə yüksək mutasiya nisbətlərinə malik idi (t test, səh < 0,03) Nəzarət D istisna olmaqla (səh > 0.14 Şəkil 7c–e). Ümumiyyətlə, bütün kontekstlərdə AT əsaslarının mutasiya dərəcələri hər MA təcrübəsi üçün vahid idi (G test, səh > 0.15), lakin GC əsaslarının mutasiya dərəcələri yox idi (səh < 0,01), İstiləşmə prosedurları istisna olmaqla (İstiləşmə F, səh = 0.98 İstiləşmə C, səh = 0. 44). Üstəlik, nukleotidlərin yuxarı və ya aşağı axın istiqamətində bir mövqedə yerləşməsi İstilik B populyasiyasında mutasiya sürətinə əhəmiyyətli təsir göstərmişdir (t test, səh < 3.32 × 10 –4 Şəkil 7d), halbuki digər MA xətlərində və populyasiyalarında olanlar yox idi (səh > 0,05). Yan nükleotidlərin bütün 16 mümkün kombinasiyasından, Control A-da GCG (iki quyruqlu) Z test, səh = 5,56 × 10 –13 ), B İstiliyində GCG (səh = 7,40 × 10 –14 ) və İstiləşmə C-də CCG (səh = 3.97 × 10 –6 ) digər GC kontekstləri ilə müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə yüksək mutasiya nisbətlərinə malikdir. MA populyasiyalarından fərqli olaraq, Nəzarət D, İstilik E və İstiləşmə F xətləri CCC-də əhəmiyyətli dərəcədə daha yüksək mutasiya nisbətlərini göstərdi (səh = 3,03 × 10 –4 ), CCG (səh = 0,02) və GCT (səh = 6.24 × 10 –5 ) kontekstlər digər GC kontekstlərinə nisbətən (Şəkil 7g, h). Bununla belə, trinukleotidlər CCG (və ya GGC) və GCG (və ya CGC) temperatur müalicəsindən asılı olmayaraq, bütün MA qruplarında yüksək mutasiya nisbətlərinə malik olduğu ortaya çıxdı. Bundan əlavə, biz müşahidə etdik ki, İstilik (E10 və B22), İstiləşmə (F10 və C19) və Nəzarət qrupları (D10 və A16) daxilindəki demək olar ki, bütün indellər ya sadə təkrarların yaxınlığında baş verib, ya da tandem-təkrar delleri və inləri əhatə edib (Əlavə fayl 1). : Cədvəl S11), indellərin meydana gəlməsinin təkrar ardıcıllıqlara güclü şəkildə meylli olduğunu göstərir. A. thaliana.

De novo mutasiyaların təbii genetik variasiyalarla müqayisəsi

1001 Genomlar Konsorsiumu (2016) 1135 təbii birləşmədə 10,707,430 təknukleotidli polimorfizm (SNP) və 1,424,879 indel (≤ 40 bp) olduğunu bildirdi. A. taliana. De novo mutasiyaları təbii variasiyalarla müqayisə etmək üçün biz bütün MA xətləri və populyasiyalarından olan mutasiyaları 263 unikal SNV və 93 indelə birləşdirdik. Biz tapdıq ki, 263 ümumi SNV saytının 64-ü (24%) 1001 Genomes verilənlər bazasında biallelik SNP-lərlə üst-üstə düşür və bu 64 paylaşılan SNV-dən 50-si (ümumi SNV-nin 19%) eynidir (Şəkil 8). MA təcrübələrində müəyyən edilmiş 93 indeldən 40-ı (43%) 1001 Genom populyasiyasından olan indellərlə üst-üstə düşür, onlardan 12-si (ümumi sayının 13%-i) eynidir. Bu eyni saytlar (paylaşılan SNV-lərin 86%-i, paylaşılan indekslərin 75%-i) əsasən İstilik və İstiləşmə xətlərindən əldə edilir. Gözlənilən üst-üstə düşmə ilə müqayisədə (mutasiyaların və polimorfizmlərin təsadüfi paylanmasına əsaslanaraq), bütün MA xətlərimizdə və populyasiyalarımızda təbii variantlarla polimorfizmlər arasında üst-üstə düşmə çox əhəmiyyətlidir (Fisher's dəqiq test: SNV, səh = 2 × 10 – 24 indel, səh = 1 × 10 –12 Şəkil 8). MA nəticələrimizdə müəyyən edilmiş SNV-lərin qorunan və ya əvəzedici sahələrə qarşı qərəzli olub olmadığını müəyyən etmək üçün A. taliana, biz onları 219.909 əcdad variantı ilə müqayisə etdik (əvəzetmə yerlərində meydana gələn SNP-lər) A. taliana) və 1001 Genomes biallelic SNP verilənlər bazasından 1,799,125 törəmə variant (konservləşdirilmiş yerlərdə baş verən SNP-lər) (bax: “Metodlar”). MA nəticələrimizdə müəyyən edilmiş bütün SNV-lər arasında yalnız dörd SNV (İstiləşmə C və F və İstilik E-dən olan SNV-lərin 1%-i) əcdad variantları ilə üst-üstə düşür və bir SNV (İstilik B-dən) törəmə variantlarla paylaşılır, bu, aşağı tezlikli depressiya tezliyini göstərir. konservləşdirilmiş yerlərdə novo SNVs (yüksək temperaturda müəyyən edilir).

MA xətlərində/populyasiyalarında (SNV) müəyyən edilmiş mutasiyalar və 1001 Genom populyasiyasında (SNP) aşkar edilmiş variantlar arasında üst-üstə düşür. 1001 Genomes verilənlər bazasında SNP və indelləri üst-üstə düşən SNV və indellərin gözlənilən və müşahidə edilən nisbətlərinin müqayisəsi. Barların yuxarı hissəsindəki nömrələr mütləq üst-üstə düşən dəyərlərdir. Ulduz işarələri göstərir səh < 0,05 (*), səh < 0,01 (**), və səh < 0,001 (***) Bonferroni korreksiyası ilə Fişerin dəqiq testinə əsaslanır


Nəticələr və müzakirə

Molekulyar sistematika üçün uyğun genetik markerlərin qiymətləndirilməsi

Materiallar və Metodlar bölməsində təsvir edilən arzuolunan xüsusiyyətlərdən istifadə edərək, biz genetik markerlərin dörd sinfini üç qrup helmintlərin molekulyar sistematikasında tətbiqi üçün uyğunluğunu qiymətləndirdik və genetik markerlərin faydası və məhdudiyyətləri üçün bələdçi təqdim etdik. Cədvəl 1 və 2-də genetik markerin hər bir sinfi və onun molekulyar sistematika tədqiqatları üçün xassələri ümumiləşdirilmişdir, tətbiq üçün hər bir genetik marker sinfinin faydalılığı və məhdudiyyətləri Əlavə fayl 4-də verilmişdir: Cədvəl S12.

Nukleotid əvəzetmə doymasına əsaslanan genetik markerin uyğunluğu

Genetik markerin filogenetik nəticələr üçün faydalı olub-olmamasının göstəricisi olan nukleotid əvəzetmə doymasının təhlili, bu tədqiqatda nümunə götürülmüş taksonlar üzrə araşdırma üçün seçilmiş İTS ardıcıllıqlarında nüvə ribosomal İTS bölgələrinin doyduğunu aşkar etdi (Cədvəl 1), Iss > Iss.c, birdən çox əvəzetmənin baş verdiyini göstərir. Bu tapıntılar göstərir ki, nüvə ribosomal İTS bölgələri molekulyar sistematika tədqiqatları üçün, xüsusən də daha yüksək taksonomik səviyyələrdə uyğun genetik markerlər deyil. Nematodlar üçün oxşar nəticə əldə etdik, nüvə ribosomal İTS doymuşdur və molekulyar sistematika üçün faydalı deyil. Bundan əlavə, Thaenkham et al. [22] Opistorchiidae və Heterophyidae üçün nüvə 18S rRNA geni və ITS2 bölgəsini müqayisə etdi və 18S rRNA geni ilə müqayisədə ITS2 bölgəsinin Opistorchioidea superfamilyasının ailə səviyyəsində təhlili üçün uyğun olmadığını nümayiş etdirdi. Əksinə, nüvə rRNT genləri, mitoxondrial zülal kodlaşdıran genlər və mitoxondrial rRNT genləri doymamış, Iss < Iss.c, onların filogenetik əlaqələri çıxarmaq üçün faydalı markerlər ola biləcəyini göstərir.

Genetik məsafələr genetik markerin molekulyar sistematika üçün uyğunluğunun ölçüsü kimi

Hər bir marker üçün orta genetik məsafələrin müqayisəsi üç qrup helmintlər arasında oxşar tendensiya aşkar etdi. Cədvəl 2-də göstərildiyi kimi, ən böyük genetik məsafələr ITS1 və ITS2-nin nüvə ribosomal İTS bölgələrində baş verib və bu, ayırıcı bölgələrin geniş taksonomik iyerarxiya üzrə filogenetik əlaqələri çıxarmaq üçün uyğun olmaya biləcəyini göstərir. Tapıntı İTS bölgələrinin uzaqdan əlaqəli taksonlar arasında filogenetik müqayisələr üçün uyğun olmadığını göstərən əvvəlki tədqiqatlarla uyğun gəlir [54,55,56]. Əksinə, nüvə 18S və 28S rRNA genlərindəki fərqlərin orta cüt nisbəti ən kiçik idi, 18S rRNA genləri nematodlar, trematodlar və cestodlar üçün müvafiq olaraq 0,029, 0,036 və 0,039 dəyərlərə sahib idi və NA28S dəyərlərinə sahib idi. Nematodlar və trematodlar üçün müvafiq olaraq 0,050 və 0,120. Nüvə rRNT genləri arasındakı fərqlərin orta cüt nisbəti statistik olaraq bütün digər genetik markerlərdən fərqli idi (χ 2 = 1519.6, df = 9, P nematodlar üçün < 0,000001 χ 2 = 581.7, df = 9, P trematodlar üçün < 0,000001 χ 2 = 424.3, df = 8, P < 0,000001 cestodlar üçün). Nüvə rRNT genlərinin kiçik genetik məsafə dəyərləri məhdudlaşdırıcı amil ola bilər və növ səviyyəsində identifikasiya üçün qeyri-kafi həlledici ola bilər.

Mitoxondrial genlər üçün genetik məsafələr nüvə rRNT genlərininkindən əhəmiyyətli dərəcədə yüksək idi. Mitoxondrial genlər arasında mitoxondrial rRNT genlərində görünən genetik məsafələr mitoxondrial zülal kodlaşdıran genlərdə olanlarla müqayisə edilə bilərdi.

Genetik markerin həlli ölçüsü kimi monofiletik təbəqələrin sayı

Monofiletik kimi tanınan taksonların bərpası da genetik markerin həllini göstərə bilər. Nüvə rRNT genlərinin yüksək dərəcədə qorunan təbiəti onları molekulyar sistematika üçün uyğun genetik markerlər edir [6]. 18S və 28S rRNA genləri nematodların, trematodların və cestodların daha yüksək səviyyəli təsnifatında istifadə edilmişdir ki, bu da hər bir helmint qrupu üçün filogenetik çərçivənin qurulmasına imkan verir [13,14,15]. Əldə etdiyimiz tapıntılar göstərir ki, digər genetik markerlərlə müqayisədə nüvə rRNT genləri və mitoxondrial 16S rRNA geni trematodlar üçün ən yaxşı filogenetik rezolyusiyanı verib, dörd alt sıradan üçünü monofiletik olaraq bərpa edib (Cədvəl 2). Sestodlar üçün, mitoxondrial genlər nüvə genləri ilə müqayisədə ən yaxşı həlli verdi. Nematodlar üçün mitoxondrial 12S və 16S rRNT genləri genetik markerlərin ən yaxşı rezolyusiyasını nümayiş etdirdi (bundan başqa NADNematodlar üçün 1), altı sıradan dördü monofiletikdir. Mitoxondrial rRNT genləri mitoxondrial zülal kodlayan genlərdən daha çox qorunur və bu bir qədər daha qorunan təbiət mitoxondrial rRNT genlərinin orqanizmlərin daha yüksək səviyyəli təsnifatı üçün istifadə edilməsinə səbəb olmuşdur [57,58,59]. Helmintlərdə 16S rRNA geni və nüvə rRNT genləri, cestod filogeniyaları üçün artan ayırdetmə təmin etmək üçün birlikdə istifadə edilmişdir [60, 61]. Chan və başqaları. həmçinin mitoxondrial rRNT genlərinin yaxşı rezolyutsiya təmin etdiyini və nematodlarda molekulyar sistematika üçün istifadə oluna biləcəyini bildirdi [59].

Beləliklə, genetik markerlərin helmintlərin molekulyar sistematikasına uyğunluğu üzrə qiymətləndirməmizin nəticələri göstərir ki, nüvə ribosomal İTS bölgələri nukleotidlərin əvəzlənməsi ilə doyma səbəbindən daha yüksək takson səviyyəsində filogenetik nəticələr üçün uyğun olmaya bilər. Bundan əlavə, əldə edilən monofiletik təbəqələrin sayı və kifayət qədər genetik məsafələr mitoxondrial rRNT genlərinin molekulyar sistematika üçün həllini dəstəklədi və onları ümumi istifadə edilən nüvə rRNT genləri ilə müqayisə edilə bilər etdi.

Molekulyar identifikasiya üçün uyğun genetik markerlərin qiymətləndirilməsi

Yuxarıda göstərilən dörd xüsusiyyətdən istifadə edərək, biz nematodların, trematodların və cestodların molekulyar identifikasiyası üçün genetik markerlərin uyğunluğunu qiymətləndirdik. Nəticələr Cədvəl 3-də ümumiləşdirilmişdir.

Növlərin ayrı-seçkiliyi üçün ölçü kimi növlərarası genetik məsafələr və filogenetik yerləşdirmə

Növlər arasında ardıcıllığın kifayət qədər dəyişməsi genetik markerin növ ayrı-seçkiliyi üçün kifayət qədər möhkəm olub-olmamasının vacib göstəricisidir [1, 8]. Dörd genetik marker sinfi üzrə spesifik genetik məsafənin təhlili göstərdi ki, nüvə rRNT genləri bir-birindən statistik cəhətdən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənən orta dəyərlərlə ən kiçik ardıcıllıq dəyişikliyinə malikdir (χ 2 = 161.7, df = 9, P nematodlar üçün < 0,000001 χ 2 = 124.5, df = 9, P trematodlar üçün < 0,000001 χ 2 = 129.0, df = 8, P < 0,000001 cestodlar üçün). Nüvə rRNT genləri üçün növlər arasında orta genetik məsafələr < 0,03 idi ki, bu da ardıcıl dəyişkənliyin aşağı səviyyələrini göstərir. Bundan əlavə, yaxından əlaqəli taksonlar üçün 18S rRNA genindən istifadə edilən ardıcıllıq dəyişkənliyi aşağı idi (nematodlar, trematodlar və cestodlar üçün müvafiq olaraq 0,001, 0,002 və 0,003), ehtimal ki, növlər baxımından problemli olan filogenetik yerləşdirmənin düzgün olmamasına gətirib çıxardı. Buna misal olaraq nematodlar arasında, məsələn Toxocara canis qarşı T. catiAscaris lumbricoides qarşı A. suum, və trematodlar arasında, məsələn Opistorchis viverrini qarşı Clonorchis sinensis (Əlavə fayl 3: Şəkillər S1g və S2g). 18S rRNA genindən istifadə edilən əvvəlki tədqiqatlar da ardıcıllıq arasında aşağı və ya heç bir dəyişiklik göstərməmişdir. Trichuris spp. və arasında fərq yoxdur Trichuris murisT. arvicolae [30]. Eynilə, lent qurdlarında, Diphyllobothrium dentricumD. ditremum, Wicht et al. [27] 18S rRNA geninin nüvə ayırıcı bölgələri və mtDNA genetik markerlərindən daha az növ ayrı-seçkilik gücünə malik olduğunu nümayiş etdirdi.

Əksinə, nüvə ribosomal İTS spacer bölgələri və mitoxondrial genetik markerlər üçün spesifik genetik məsafələr nüvə rRNT genləri üçün olanlardan daha yüksək idi (nematodlar üçün daha az genetik məsafəyə malik olan ITS1 istisna olmaqla). Nüvə ribosomal İTS bölgələri daha sürətli təkamül sürətinə görə növlərin identifikasiyası üçün istifadə olunur, bu da növlər arasında yüksək dəyişkən ardıcıllıqla nəticələnir [6].Bundan əlavə, bir sıra tədqiqatlar nüvə ribosomal İTS-nin yaxın qohum növlər arasında ayrı-seçkilik etmək üçün adətən növə xas primerlərlə parazitar helmintlərin molekulyar identifikasiyası üçün effektivliyini nümayiş etdirmişdir [10, 24, 25, 62]. Məsələn, ITS1 bölgəsindən istifadə edərək, Kang et al. göstərdi ki, yaxından əlaqəli qaraciyər qanadları arasında genetik məsafə 0,045 arasında idi O. viverriniO. felineus və 0,056 arasında O. viverriniC. sinensis [62]. Bununla belə, bizim tədqiqatımızda, nüvə ribosomal İTS bölgələrindən istifadə edərək, cestodlar üçün ardıcıllığın dəyişməsi qeyri-adi dərəcədə yüksək olmuşdur (> 0.300), bəlkə də reprezentativ ardıcıllığın olmaması səbəbindən nəticələri qarışdırmışdır.

Mitoxondrial zülal kodlayan genlər üçün növlərarası ardıcıllıq dəyişkənliyi nematodlar üçün 0,026-0,036, trematodlar üçün 0,158-0,195 və cestodlar üçün 0,085-0,132 olmuşdur. Helmintlərin üç qrupunda yaxından əlaqəli növlər də differensasiya edilə bilər, genetik məsafə dəyərləri 0,166-a qədərdir. cytB nematodlar üçün gen, 0,195 ilə NADTrematodlar üçün 1 gen və 0,132 ilə NADCestodlar üçün 1 gen. Nüvə rRNT genləri ilə müqayisədə mitoxondrial zülal kodlayan genlər üçün görünən bu yüksək ardıcıllıq dəyişkənliyi, hətta yaxından əlaqəli növlər arasında belə, növ səviyyəli əlaqələri həll etmək qabiliyyətinin bariz nümunəsidir. Nəticə etibarı ilə, təəccüblü deyil ki, mitoxondrial zülal kodlayan genlərdən həm növ səviyyəsində, həm də populyasiya səviyyəsində molekulyar identifikasiya və helmintləri müxtəlif ev sahibi növlərdən fərqləndirmək üçün geniş istifadə edilmişdir [7, 26, 28, 30, 63, 64].

Mitoxondrial rRNT genləri üçün spesifik genetik məsafə dəyərləri mitoxondrial zülal kodlaşdıran genlərinkindən bir qədər kiçik idi, nematodlar üçün 12S və 16S rRNA geni üçün 0,015 və 0,021, nematodlar üçün 0,133 və trematodlar üçün 0,180,0,180,0,180. cestodlar üçün müvafiq olaraq. Bununla belə, genetik məsafələr nüvə rRNT genləri üçün olanlardan əhəmiyyətli dərəcədə yüksək idi və mitoxondrial rRNT genlərini növlərin identifikasiyası üçün uyğunlaşdırdı. Helmintlərdə 12S rRNT geni molekulyar identifikasiya üçün uğurla istifadə edilmişdir, bu da onların filogenetik yerləşdirilməsini təsdiqləyir. Setaria digitata filarial nematodlar arasında [65]. Bundan əlavə, Chan et al. [66] mitoxondrial rRNT genlərinin yaxın qohum növlərin növ ayrı-seçkiliyi üçün uyğunluğunu göstərmişdir. Angiostrongylus cantonensis nəsil.

Beləliklə, nematodların, trematodların və cestodların molekulyar identifikasiyası üçün genetik markerlərin uyğunluğunun qiymətləndirilməsinin nəticələri göstərir ki, nüvə rRNT genləri növlərin ayrı-seçkiliyi üçün aşağı ardıcıllıq dəyişkənliyinə görə uyğun olmaya bilər. Əksinə, mtDNA genetik markerləri növlər və yaxından əlaqəli növlər arasında ayrı-seçkilik etmək üçün daha yüksək ardıcıllıqla variasiyaya malikdir və onların molekulyar identifikasiya üçün markerlər kimi uyğunluğunu vurğulayır.

Molekulyar sistematika və identifikasiya məqsədləri üçün genetik markerlərin üstünlükləri

Həm universal primer dizaynının, həm də ardıcıllığın düzülməsinin asanlığı, tam uzunluqlu istinad ardıcıllığının mövcudluğuna əlavə olaraq, genetik markerin həm molekulyar sistematika, həm də identifikasiya üçün uyğunluğuna və faydalılığına təsir göstərə biləcək əlavə üstünlükləri təmsil edir (Cədvəl 1).

Birincisi, nüvə rRNT genlərindən istifadə edərkən yüksək dərəcədə qorunan ardıcıllıqlar, digər genetik markerlərlə müqayisədə, geniş çeşidli taksonların gücləndirilməsi üçün uyğun olan primer dizaynını asanlaşdıra bilər. Üç helmint qrupu üçün universal primerlər 18S rRNA genindən istifadə etməklə işlənib hazırlanmışdır və bunlar yüksək dərəcədə konservləşdirilmiş təbiətinə görə molekulyar sistematikada geniş istifadə edilmişdir [16,17,18,19]. Universal COI primerlər də hazırlanmış və molekulyar əsaslı tədqiqatlar üçün istifadə edilmişdir [67, 68]. Bununla belə, nisbətən daha yüksək ardıcıllıqla variasiya COI Helmintlərdə digər orqanizm qruplarına aid gen aşağı PCR gücləndirmə müvəffəqiyyətinə və analizlər üçün məhdud taksonlara səbəb olmuşdur [42,43,44]. Bu baxımdan, mitoxondrial rRNT genləri, bir qədər az dəyişkən olmaqla, daha çox dəyişən mitoxondrial zülal kodlayan genlər və nüvə boşluq bölgələri üzərində üstünlüyə malikdir və universal primer dəstlərinin dizaynını təmin edir. Həmçinin, mitoxondrial zülal kodlayan genlərin və nüvə ribosomal İTS bölgələrinin daha dəyişkən ardıcıllığı ilə müqayisədə, mitoxondrial rRNT genlərinin daha az dəyişkən ardıcıllığı PCR gücləndirilməsinin uğurunu artıra bilər. Mitoxondrial rRNT genləri üçün universal primerlər nematodlarda molekulyar identifikasiya və molekulyar sistematika üçün uğurla dizayn edilmiş və istifadə edilmişdir [59, 66]. İkincisi, mitoxondrial genetik markerlərin ardıcıllığında əlavələrin və silinmələrin aşağı nisbəti, nüvə genetik markerləri ilə mümkün olandan daha asan ardıcıllıqla uyğunlaşmaya imkan verir. İndellərin aşağı nisbəti taksonomik səviyyələr üzrə daha geniş çeşiddə taksonları müqayisə etməyə imkan verə bilər. Nəhayət, NCBI verilənlər bazasında tam mitoxondrial genomların mövcudluğunun artması ilə mitoxondrial genetik markerlərin tam uzunluqlu ardıcıllıqları asanlıqla əldə edilir və nüvə genetik markerlər üzərində üstünlük təşkil edir.

Seçilmiş helmintlərdə həm molekulyar sistematikanın, həm də molekulyar identifikasiyanın qiymətləndirilməsinə əsasən, mitoxondrial 12S və 16S rRNT genləri potensial göstərir və hər iki kontekstdə tətbiqlər üçün uyğun ola bilər.

Gələcək tətbiqlər üçün uyğun genetik məsafə dəyərlərinin yaradılması

Helmintlər üçün genetik məsafələri qəbul edərkən istifadəçiləri istiqamətləndirmək üçün meyar yaratmaq üçün biz “K-vasitələri” klasterləşdirmə alqoritmi vasitəsilə nəzərə alınmalı əsas məqamları və genetik məsafələrdən istifadənin alternativ üsulunu təqdim edirik.

Eyni taksonomik səviyyədə nematodlarda böyük genetik variasiya

Trematod və cestodlardan fərqli olaraq nematodlar üçün geniş genetik məsafələr müşahidə edilmişdir. Bu müşahidəni daha da araşdırmaq üçün biz nüvə 18S rRNA geni, mitoxondrial 12S rRNA genini və COI gen eyni taksonomik səviyyədə nematodlarda genetik məsafələrin geniş səviyyələrini göstərmək üçün reprezentativ genetik markerlər kimi.

Şəkil 1a-da göstərildiyi kimi, nematod cinsləri arasındakı genetik məsafələr statistik cəhətdən əhəmiyyətli fərqlərlə əhəmiyyətli variasiya göstərir (χ 2 = 39.8, df = 6, P < 0,000001). Eyni nümunə üç genetik markerdə müşahidə edildi Ascaris ən kiçik genetik məsafəyə sahib olmaq və Strongyloides ən böyüyü. Bunun əksinə olaraq, trematodlar və cestodlar üçün cinslər arasında əhəmiyyətli fərqlər aşkar edilməmişdir (Şəkil 1b, c). Eyni tapıntı nematod ailələri arasında əhəmiyyətli fərqlərin olduğu ailə səviyyəsində də müşahidə edilmişdir (Əlavə fayl 5: Şəkil S4). Eyni taksonomik səviyyədə dəyərlərin müqayisəsi nematodlar daxilində ardıcıllığın yüksək dərəcədə dəyişməsini göstərir. Beləliklə, tapıntılarımız göstərir ki, genetik məsafələr haqqında ümumi bir fərziyyə uyğun olmaya bilər və hər bir orqanizm qrupunun öz genetik məsafə kəsim dəyərləri olmalıdır.

Skripka-nematodların genetik məsafələrinin süjeti (a), trematodlar (b) və cestodlar (c) nəsillər arasında. Ulduz işarəsi Dunn posthoc analizi ilə Kruskal-Wallis testinə görə hər qrup arasında statistik əhəmiyyətli fərqi göstərir

'K-means' klasterləşdirmə alqoritmindən istifadə edərək taksonomik səviyyə üzrə kəsmə dəyərlərinin qiymətləndirilməsi

Əvvəlki tədqiqatlarda nümunələrin spesifik olub olmadığını müəyyən etmək üçün genetik məsafələrdən istifadə edilmiş və əksər hallarda müqayisə üçün əsas kimi ümumi genetik məsafə dəyəri istifadə edilmişdir [8]. Bu cür tədqiqatlarda tədqiqatçılar əsasən tədqiq edilmiş orqanizmlərin genetik məsafələrinə əsaslanır və onun oxşar və ya fərqli bir növ olduğunu təxmin etmək üçün oxşar növləri tapmağa çalışırlar. Bunun qarşısını almaq üçün biz 'K-vasitələri' metodundan istifadə edərək hər bir genetik marker üçün taksonomik səviyyəyə uyğun uyğun kəsmə dəyərlərini qiymətləndirmək və beləliklə, gələcək tətbiqlər və alternativ metod üçün əhəmiyyətli məlumatlar təqdim etmək üçün qruplaşma alqoritminə əsaslanan maşın öyrənmə strategiyasından istifadə etməyə çalışdıq. genetik məsafələrin təhlili (Əlavə fayl 6: Cədvəl S13 Əlavə fayl 7: Şəkillər S5–S7).

Tədqiqatımızda hər bir taksonomik səviyyə 12S və 16S rRNA genləri üçün Şəkil 2-də təqdim olunduğu kimi 'K-vasitələri' qruplaşma alqoritmindən istifadə edərək üç helmint qrupunda aydın şəkildə fərqlənirdi. Hər bir nematod sırası arasında böyük fərqlərə görə, analizlər Trichocephalida, Ascaridida with Spirurida və Strongylida üçün ayrıca aparılmışdır. Eynilə, digər genetik markerlər də hər taksonomik səviyyə üçün fərqli qruplaşma nümunələri göstərdi (Əlavə fayl 7: Şəkillər S5-S7). Təxmini kəsilmə dəyərləri hər bir taksonomik səviyyə arasında fərqli qruplaşma vasitəsilə hər bir klasterin minimum və maksimum genetik məsafələrindən əldə edilmişdir ki, bu da bizə Əlavə fayl 6-da təqdim olunduğu kimi hər bir genetik marker üçün genetik məsafə dəyərlərinin təxminini təmin etməyə imkan verir: Cədvəl S13. Məsələn, trematodlar üçün 16S rRNA genindən istifadə etməklə, növlər arasında təxmini kəsilmə dəyərləri 0,071-dən 0,147-yə qədər, orta qiymət isə 0,119 arasında dəyişdi və bu, trematod növləri arasındakı genetik məsafələrin ' K-vasitələri üsulu. Eyni şəkildə, eyni cinsin üzvləri üçün trematodlar üçün 16S rRNA genindən istifadə edən təxmini kəsilmə dəyərləri 0,151-dən 0,215-ə qədər, orta 0,181 arasında dəyişdi. Beləliklə, "K-means" klasterləşdirmə alqoritmindən istifadə edərək, biz genetik məsafə dəyərlərini təhlil etmək üçün yeni bir üsul təqdim etdik və müqayisə üçün əsas kimi tədqiq olunan helmintlər üçün hər bir genetik marker üçün təxmin edilən kəsmə dəyərləri ilə gələcək istifadəçilər üçün praktiki bələdçi yaratdıq. .

Trichocephlida-ya aid nematodlar üçün “K-means” alqoritminə əsaslanan mitoxondrial rRNT genetik markerlərinin taksonomik səviyyəsinə görə təxmini kəsilmə (a), Ascaridida və Spiruridaya aid nematodlar (b), Strongylida cinsinə aid nematodlar (c), trematodlar (d) və cestodlar (e). Hər rəngli dairə “K-vasitəsi” alqoritminə daxil edilmiş genetik məsafə dəyərini, kəsikli xətlər isə “K-vasitəsi” ilə təxmin edilən hər bir taksonomik səviyyə üçün maksimum genetik məsafəni göstərir.

Məhdudiyyətlər

Bu tədqiqat NCBI verilənlər bazasındakı ardıcıllığın mövcudluğu və dəqiqliyi ilə məhdudlaşdı, bu da genetik markerlər üzrə müqayisə və təhlil edə biləcəyimiz taksonların sayını məhdudlaşdırdı. Qeyri-adekvat nümunə götürmə kladenin düzülüşünə, eləcə də monofiletik kimi bərpa edilən taksonların sayına təsir göstərə bilər. Həmçinin, bəzi helmint növləri üçün növ kompleksi statusu nəzərə alınmamışdır ki, bu da növlərin delimitasiyasını daha da çətinləşdirə bilər. Genetik markerlərin və genetik məsafənin kəsilmə dəyərlərinin qiymətləndirilməsinin nəticələri bizim seçdiyimiz helmint taksonları ilə məhdudlaşdırılmışdır və nümunə götürülmüş növlərin sayını artırmaq üçün gələcək mülahizələrə diqqət yetirilməlidir.


Müzakirə

Yaşayış mühitinin parçalanmasının metapopulyasiyalar daxilində genetik müxtəlifliyə təsirindəki fərqlər Zəngibər növlər

Öz-özünə yaşayan növlərlə müqayisədə, kəsişən növlərin populyasiyalarında genetik müxtəliflik daha yüksək, populyasiyalar arasında fərq isə daha aşağı olur (Clasen və b. 2011). Ancaq məlumatlarımız, subpopulyasiya səviyyəsinə baxmayaraq, özünün genetik müxtəlifliyini ortaya qoydu Z. korallin aşmaqla müqayisədə xeyli aşağı idi Z. nudikarpum (h = 0,0662 qarşı 0,1464, P = 0.028 I = 0,0995 qarşı 0,2257, P = 0.023), metapopulyasiya səviyyəsi, özünün genetik müxtəlifliyi Z. korallin aşmaqla müqayisə oluna bilərdi Z. nudikarpum (h = 0,2490 qarşı 0,2246, P = 0.295 I = 0,3753 qarşı 0,3480, P = 0,438). Cütləşmə sistemi (yəni, öz-özünə qarşıdurma) genetik müxtəlifliyə parçalanma təsirlərinə qarşı həssaslığa güclü təsir göstərə bilər ( Aguilar və b. 2008). Krossing növlərin populyasiyaları digər populyasiyalarla tez-tez gen mübadiləsi yolu ilə yüksək səviyyədə genetik müxtəlifliyi qoruyub saxlaya bilsələr də (Honnay və Jacquemyn 2007), yaşayış mühitinin parçalanması səbəbindən effektiv populyasiya ölçülərində qəfil azalmaların populyasiyadaxili genetik müxtəlifliyə güclü mənfi təsirləri var. növlər (Aguilar və b. 2008) tropik kimi Ficus Xüsusi tozlandırıcı sistemlərə malik növlər (Nason və Hamrick, 1997), küləklə tozlanan kənarlaşma Fagus sylvatica ( Jump and Peñuelas 2006) və həşəratla tozlanan kənarlaşma Lepidium subulatum (Gómez-Fernández və b. 2016). Yaşayış mühitinin məhv edilməsinin artması və yerli əhalinin sayının azalması səbəbindən allellərin mübadiləsi azala bilər və allelləri doldurmaq imkanı olmadan genetik müxtəliflik azala bilər (Honnay və Jacquemyn 2007). Digər tərəfdən, ciddi inbreeding depressiyası ilə, zərərli allelləri saxlayan inbred fərdlər ölə və ya çoxalmaya bilər, bu allelləri əhalidən effektiv şəkildə çıxarır. Beləliklə, inbreeding, qohumluq depressiyasını azaltmaq üçün populyasiyaları kifayət qədər zərərli resessiv mutasiyalardan təmizləməyə meylli olacaq (Crnokrak və Barrett 2002). Buna görə də, öz-özünə keçən növlər parçalanmanın genetik müxtəlifliyə daha güclü mənfi təsir göstərirlər (Aguilar) və b. 2008). Bunun əksinə olaraq, əsasən öz-özünə yaşayan növlərin populyasiyasının genetik müxtəlifliyinin səviyyəsi azalmış gen axınından daha az təsirlənəcək, çünki hər bir fərd populyasiyanın genetik müxtəlifliyinin böyük hissəsini ehtiva edir (Honnay və Jacquemyn 2007).

Öz-özünə yaşayan növlərin metapopulyasiyalarında subpopulyasiyalar arasında miqrasiya olmadan, müəyyən bir subpopulyasiyada yaranan hər hansı mutasiya həmin subpopulyasiyada sabitləşə bilər və digər subpopulyasiyalara yayıla bilməz. Buna görə də, böyük bir ilkin populyasiya ilə müqayisədə, fərdi kiçik populyasiya fraqmenti müəyyən bir allel üçün homozigot ola bilsə də, geniş yayılmış metapopulyasiya hələ də əhəmiyyətli genetik müxtəlifliyi saxlaya bilər, çünki onun əhatə etdiyi müxtəlif populyasiya fraqmentləri fərqli lokusları sabitləyə bilər (Frankham). və b. 2002). Bu, özünü idarə etmək üçün belə ola bilər Z. korallin tədqiqatımızda. Özünü idarə edən subpopulyasiyalar daxilində ümumi lokusların nisbəti Z. korallin metapopulyasiyalar krossinqdə olduğundan xeyli yüksək idi Z. nudikarpum (67,6 % qarşı 37,7 %, P = 0,041). Bununla belə, hər iki növ metapopulyasiyalarda oxşar səviyyələrdə ümumi lokuslara malik idi (15,8% və 16,2%, P = 0,982). Bundan əlavə, subpopulyasiyalar və özünün metapopulyasiyaları daxilində xüsusi band sayı Z. korallin aşmaqda ondan daha yüksək idi Z. nudicarpum, lakin əhəmiyyətli deyil (11.3 və 5, P = 0,114 və 39,5 qarşı 12,5, P = 0,258, müvafiq olaraq). Bu nəticələr birlikdə o deməkdir ki, yerli uyğunlaşma və/və ya neytral mutasiya müxtəlif lokusların fiksasiyası ilə subpopulyasiyalar (yamaqlar) arasında fərqləndirməyə səbəb ola bilər (Owuor). və b. 1999) selfing Z. korallin metapopulyasiyalar. Populyasiyalar arasında artan müxtəliflik, subpopulyasiyalar arasında çox fərqli allel tezliklərinə malik olan polimorf lokuslardakı allel siniflər arasında eyni dərəcədə yüksək müxtəliflik səviyyəsi ilə paraleldir və beləliklə, müvafiq metapopulyasiyalarda yüksək müxtəliflik səviyyəsi ilə nəticələnir (Charlesworth). və b. 1997). Gen axınının və homojen yaşayış mühitinin olmaması səbəbindən yerli uyğunlaşmanın (təbiət seçilməsi) alt populyasiyalar arasında artan genetik differensasiyaya əhəmiyyətli dərəcədə töhfə verməsi ehtimalı azdır. Z. korallin metapopulyasiyalar. Mantel testləri də özünü göstərir Z. korallin metapopulyasiyalar daxilində subpopulyasiyalar arasında məsafəyə görə təcrid nümunəsi nümayiş etdirmir, bu, subpopulyasiyaların strukturunun müəyyən edilməsində genetik sürüşmənin stoxastik qüvvəsinin gen axınından qat-qat güclü olduğunu göstərir (Pettengill). və b. 2016) selfing daxilində Z. korallin metapopulyasiyalar. Burada mənliyin genetik müxtəlifliyini təklif edirik Z. korallin subpopulyasiyalar arasında diferensiasiyaya görə metapopulyasiya səviyyəsində saxlanıla bilər və subpopulyasiyalar arasında genetik dəyişkənliyin davamlı olaraq əlavə olunan yeni mutasiyalar səbəbindən zamanla davamlı olaraq artacağı gözlənilir. Landşaft səviyyəsi ilə müqayisədə, selfing Z. korallin yerli uyğunlaşma deyil, incə miqyasda subpopulyasiyalar arasında ilk növbədə genetik sürüşmənin stoxastik qüvvəsi ilə intensivləşən diferensiasiya yolu ilə yüksək genetik müxtəlifliyi qoruya bilərdi.

Özünü dəyişən və aşan növlərin metapopulyasiyaları daxilində genetik quruluş nümunələri

Krossing bitkilər adətən populyasiyalar və ya subpopulyasiyalar daxilində daha yüksək genetik variasiya göstərir, halbuki öz-özünə gedən bitkilərdə genetik dəyişkənliyin çox hissəsi populyasiyalar və ya subpopulyasiyalar arasında olur (Honnay və Jacquemyn 2007). AMOVA analizimiz həmçinin genetik dəyişkənliyin əsas hissəsinin özünü idarə etmədə olduğunu ortaya qoydu Z. korallin metapopulyasiyalar subpopulyasiyalar arasında (66,3-90,5%), müxtəlif subpopulyasiyalarda isə daha aşağı dərəcədə genetik variasiya (9,5-33,7%) mövcuddur. Bununla belə, variasiyanın əksəriyyəti subpopulyasiyalarda (37,5%) deyil, subpopulyasiyalar arasında (62,5%) aşkar edilmişdir. Z. nudikarpum gen axınının yaşayış mühitinin parçalanması ilə ciddi şəkildə eroziyaya məruz qaldığı HNCJ metapopulyasiyası (Nm = 0,7180 < 1) və subpopulyasiyalar arasında genetik diferensiasiya daha yüksək olmuşdur. Qarşılaşmada isə bunun əksi baş verdi Z. nudikarpum gen axınının yaşayış mühitinin parçalanmasından əhəmiyyətli dərəcədə təsirlənmədiyi HNBT metapopulyasiyası (Nm = 1,9734 > 1). Outkrossinqin genetik quruluşu Z. nudikarpum metapopulyasiyalar parazit arılar vasitəsilə polen hərəkətinin qısa məsafələrinə və çəkisi ilə toxumların yayılmasının məhdudlaşdırılmasına aid edilə bilər. HNBT metapopulyasiyasında üç subpopulyasiya bir-birindən 200-550 (orta hesabla 320) m məsafədə ayrılan uyğun yaşayış mühitinin az-çox davamlı sahəsinə geniş şəkildə səpələnmişdir. Bu izolyasiya dərəcəsi, tozcuqların kənara çıxmasının qarşısını ala bilmədi Z. nudicarpum populyasiyalar arasında, 100-1500 m ilə fəza genetik quruluşunun əhəmiyyətli müsbət avtokorrelyasiyası ilə sübut olunur. Bununla belə, HNCJ metapopulyasiyasındakı iki subpopulyasiya 450–1000 (orta hesabla 725) m dağ meşəsi ilə təcrid olunmuşdur.Bu daha böyük izolyasiya polen miqrasiyasının qarşısını əhəmiyyətli dərəcədə ala bilər Z. nudicarpum əhali arasında. Müqayisə üçün, özünün genetik quruluşu Z. korallin metapopulyasiyalar demək olar ki, tamamilə yalnız çəkisi səbəbindən məhdud toxum səpilməsi ilə təsirlənir. Nəticələrimiz göstərir ki, genetik variasiyanın əksəriyyəti özünü idarə edən subpopulyasiyalar arasındadır Z. korallin metapopulyasiyalar, genetik variasiyanın əsas hissəsi isə alt populyasiyaların daxilində və ya arasında mövcuddur. Z. nudikarpum metapopulyasiyalar, çox güman ki, subpopulyasiyanın təcrid dərəcəsinin polen və toxumun səpilmə qabiliyyətini üstələyib-üstələməməsindən asılıdır.

Bizim klaster təhlilimiz göstərdi ki, subpopulyasiyalar daxilində qonşu fərdlər həmişə öz-özünə qruplaşdırılıblar Z. korallin metapopulyasiyalar və bütün fidanlar da ən yaxın yetkinləri ilə qruplaşdırılıb. Üstəlik, fəza genetik quruluşunun əhəmiyyətli müsbət avtokorrelyasiyası özünün subpopulyasiyalarında cəmi 2-34 m məsafədə baş verir. Z. korallin. Qısa məsafələrdə yuxarıda göstərilən avtokorrelyasiya genetik cəhətdən oxşar fərdlərin yamaqlarının baş verməsini əks etdirir (Torres və b. 2003) selfing Z. korallin metapopulyasiyalar. Əvvəlki tədqiqatlar da göstərmişdir ki, yüksək səviyyəli məkan genetik quruluşu əsasən öz-özünə yaşayan və cazibə qüvvəsi ilə səpələnmiş bitkilər üçün xarakterikdir (Volis və b. 2010, 2016 Barluenga və b. 2011). Özü üçün Z. korallin metapopulyasiyalar, bu, iki fenomenin məntiqi nəticəsidir, nəsillərdə şişirdilmiş qohumluq əlaqələrinə səbəb olan yüksək səviyyəli özünü mayalanma. Valideynlər ətrafında məhdud çəkisi ilə idarə olunan toxum səpələnməsi ananın yarı-qardaş ailələrində və ya tam qardaş ailələrində nəslin ümumi paylanmasına səbəb ola bilər (Bittencourt və Sebbenn 2007). Bununla belə, bir çox fərdlər subpopulyasiyalar daxilində qonşuları ilə üst-üstə düşmədilər Z. nudikarpum metapopulyasiyalar və fəza genetik quruluşunun əhəmiyyətli müsbət avtokorrelyasiyası 100-1500 m məsafələrdə baş verdi. Bu, güman ki, polen vasitəsilə daha yüksək gen axını səbəbindən (Vekemans və Hardy 2004) aşan növlərin həmişə öz-özünə yaşayan növlərə nisbətən daha aşağı məkan genetik quruluşu yaratmağa meylli olduğu fərziyyəsinə uyğundur (Duminil). və b. 2009). Çarpaz bitki növlərində tozcuqların yayılması ümumi genin yayılmasına kömək edir, halbuki yüksək öz-özünə yaşayan növlərdə toxumun yayılması tək başına ümumi gen yayılmasını idarə edir (Vekemans və Hardy 2004). STRUCTURE proqram paketindən istifadə etməklə aparılan genetik analizlər də göstərdi ki, subpopulyasiyalar daxilində olan bütün fərdlər kənara çıxıblar. Z. nudikarpum metapopulyasiya HNCJ (Nm = 0,7180 < 1) eyni genetik klasterə təyin edilmişdi, lakin HNBT metapopulyasiyasında belə deyildi (Nm = 1,9734 > 1). Üstəlik, UPGMA və NJ təhlili HNCJ metapopulyasiyasındakı subpopulyasiyalardakı bütün fərdlərin bir qrup kimi birləşdiyini, lakin yenə də metapopulyasiya HNBT-nin bu modelə uyğun olmadığını ortaya qoydu. PCoA-nın nəticələri oxşar qruplaşma nümunəsini ortaya qoydu.

Xülasə olaraq, nəticələrimiz göstərir ki, çəkisi ilə idarə olunan toxumların yayılması nəticəsində məhdud gen axını subpopulyasiyalar və ya metapopulyasiyalar içərisindəki fraqmentlər arasında genetik fərqləndirməyə kömək edir. Z. korallin. Məhdud toxum səpələnməsi populyasiyanın genetik quruluşuna daha güclü təsir göstərsə də, polen hərəkəti alt populyasiyalar və ya fraqmentlər arasında və ya daxilində gen mübadiləsini təşviq edə bilər. Z. nudicarpum metapopulyasiyalar. Belə ki, kimi növlərdə gözləntilərimizin əksinə olaraq daha zəif bir genetik quruluş ortaya çıxır Z. nudicarpum geniş polen hərəkəti ilə, lakin belə növlər parçalanmış yaşayış yerlərində baş verdikdə toxumların yayılması məhduddur.


Metodlar

Bitki materialları və eksperimental dizayn

543 genotipdən ibarət çörək buğdası panelindən sortlar, regional test xətləri və təqdim edilmiş valideyn xətləri istifadə edilmişdir, təfərrüatlar əvvəlki məqaləmizdə dərc edilmişdir [20]. İki vegetasiya dövründə buğda bitkiləri Hebei əyalətində üç yerdə bitir. Məkanlar Baodin (115.5°48'E, 38°85'N), Cangzhou (116°80'E, 38°58'N) və Xingtai (118°9'E, 39°42'Ş.) idi. Altı mühit aşağıdakı kimi təyin edildi: 2016 Baoding (E1), 2016 Cangzhou (E2), 2016 Xingtai (E3), 2017 Baoding (E4), 2017 Cangzhou (E5) və 2017 Xingtai (E6). Sahə sınağı tamamilə təsadüfi dizayndan istifadə etməklə tamamlandı. Hər bir sahədə cərgələr arasında 0,25 m olan üç 1,5 m cərgə var idi. Bitkilər arasındakı məsafə təxminən 2,5 sm-dir. Buğda bitkiləri adi yerli təcrübələrə uyğun olaraq becərilmişdir.

Fenotipik qiymətləndirmə

Böyümə və inkişafla əlaqəli əlamətlər (FLL, FLW, FLA, FA, MTN, HD, MP, GFP, GFR, TGW, PH, FD, FIL, SD, SIL və TH) daxil olmaqla iyirmi beş fenotipik əlamət ölçüldü. məhsuldarlıqla əlaqəli xüsusiyyətlər (SL, SNS, KNPS, PET və EPM) və keyfiyyətlə əlaqəli xüsusiyyətlər (GV, GPC, WGC və FC). Hər bir əlamət üçün qeydə alınan məlumatlar Cədvəl S1-də ümumiləşdirilmişdir. Fenotipik əlamətlər bütün altı mühitdə qiymətləndirilmişdir. Hər bir mühit üçün fenotipik məlumatlar və BLUP məlumatları genom üzrə assosiasiya təhlili üçün istifadə edilmişdir.

Fenotipik məlumatların təhlili

Fenotipik məlumatlar üçün təsviri statistik təhlil və korrelyasiya təhlili SPSS 25.0 proqram təminatından istifadə etməklə tamamlanmışdır. Xüsusiyyətlər arasındakı əlaqəni qiymətləndirmək üçün Pearson korrelyasiya əmsalları hesablanmışdır.

SNP genotiplənməsi

Buğda 90 K Illumina Infinium SNP massivi 543 birləşmədən ibarət assosiasiya panelinin genotiplənməsi üçün istifadə edilmişdir. SNP məlumatları Illumina BeadStudio genotipləmə proqramından (Illumina, San Dieqo, CA, ABŞ) istifadə edilərək qruplaşdırıldı və avtomatik olaraq çağırıldı. Aşkarlanma dərəcəsi 0,1-dən az və kiçik allel tezliyi 0,05-dən az olan allelləri çıxarmaq üçün məlumatlar süzüldü [12]. Bundan əlavə, itki dərəcəsi 10%-dən çox və heterozigotluq tezliyi 20%-dən çox olan nümunələr aradan qaldırıldı.

Genom miqyasında assosiasiya analizi

Əhalinin strukturu, nisbi qohumluq və LD əvvəlki tədqiqatda təhlil edilmişdir [20]. Cari tədqiqatda biz R proqramında GAPIT paketindən [40] istifadə edərək GWAS-ı tamamladıq. Yalan pozitivləri minimuma endirmək üçün əhalinin təbəqələşməsinin nəticələri və qohumluq kovariativləri ilə qarışıq xətti model proqramı (Q + K) [41] istifadə edilmişdir [40]. The P dəyər həddi markerlərin sayına əsasən hesablanmışdır (P = 1/n, n = istifadə edilən SNP-lərin ümumi sayı) Li et al. [42]. GWAS nəticələrinə gəlincə, a P dəyəri 1/11,140 (−log10P = 4.05) əhəmiyyətli SNP-ləri müəyyən etmək üçün meyar kimi istifadə edilmişdir.

Namizəd genlərin proqnozlaşdırılması və ifadə təhlili

“Çin Baharı” Genom verilənlər bazası (IWGSC RefSeq v1.0, http: //www.wheatgenome.org/) genom miqyaslı assosiasiya analizi ilə aşkar edilən əhəmiyyətli saytlar üçün namizəd genlərini proqnozlaşdırmaq üçün istifadə edilmişdir. Xüsusilə, əhəmiyyətli yerlər ətrafında namizəd genlər xromosom qrupları arasında LD çürümə məsafəsindəki fərqlərə görə müəyyən edilmişdir. Ehtimal olunan namizəd genlərin ifadə profilləri onlayn mövcud olan buğda geninin ifadə məlumat bazasından (http://www.wheat-expression.com/) istifadə edərək təhlil edilmişdir. 850 buğda RNT ardıcıllığı nümunəsi və annotasiya edilmiş genomu ehtiva edən bu verilənlər bazası müxtəlif toxumalarda, inkişaf mərhələlərində və sortlarda homoeoloq ifadə səviyyələri arasında oxşarlıq və fərqləri aşkar edir [33, 43].


Bitki Biologiyasının İllik İcmalı

JURNALIN MƏQSƏDİ VƏ ƏLAVƏSİ: The Bitki Biologiyasının İllik İcmalı, 1950-ci ildən nəşr olunan, biokimya və biosintez, genetika, genomika və molekulyar biologiya, hüceyrə diferensiasiyası, toxuma, orqan və bütöv bitki hadisələri, uyğunlaşma və uyğunlaşma, metodlar və model orqanizmlər daxil olmaqla bitki biologiyası sahəsində əhəmiyyətli inkişafları əhatə edir.

Meyvələrin inkişafı və yetişməsi

Quru meyvələr (məsələn, kiçik alaq otu Arabidopsis) və ətli meyvələr (məsələn, dostumuz pomidor) üzərində aparılan tədqiqatlar meyvələrin inkişafı və yetişməsinə nəzarət edən molekulyar dövrlərdə güclü oxşarlıqlar aşkar edir və məhsulun yaxşılaşdırılmasına təsir göstərir.

Çoxillik taxıl və yağlı bitkilər

Mövcud əkinçilik təcrübələri görünməmiş məhsuldarlıq yaradır, lakin ekosistemin bahasına başa gəlir. Torpaq eroziyası, istixana qazı emissiyaları və suyun çirklənməsi müasir əkinçilikdən irəli gəlir. Mümkün alternativlər hansılardır? Bəzi alimlər bu əkinçilik problemlərini yüngülləşdirmək üçün çoxillik taxıl və yağlı bitkilərin potensialını öyrənirlər. Bunlar ekosistemin sağlamlığını dəstəkləyə bilər, lakin onlar həm də artan əhalinin daha çox taxıl tələb edən qidaya olan ehtiyacını qarşılamağa davam edə bilərmi?


Aiken KA (1977) Yamayka tikanlı xərçəng araşdırmaları. FAO Fish Rep 200:11–22

Austin HM (1972) tikanlı lobsterin fillosoma paylanmasına dair qeydlər, Panulirus ssp., Meksika körfəzində. Proc natn Shellfish Ass 62:26–30

Avise JC (1992) Molekulyar populyasiya quruluşu və regional faunanın biocoğrafi tarixi: qorunma biologiyası üçün dərslərlə bir hadisə tarixi. Oikos 63:62-76

Avise JC, Arnold J, Ball RM, Bermingham E, Lamp T, Neigel JE, Reeb CA, Saunders NC (1987) İntrasepsifik filocoğrafiya: populyasiya genetikası və sistematika arasında mitoxondrial DNT körpüsü. A Rev Ecol System 18:489–522

Baisre JA (1976) Distribution de las larvas de Panulirus argus y Scyllarus americanus (Crustacea, Decapoda) Kubada arguas alrededor. Revta Investnes (Centro Investnes pesq, Inst nac Pesca, Kuba) 2:277–297

Brasher DJ, Ovenden JR, Booth JD, White RWG (1992) Avstraliya və Yeni Zelandiya populyasiyalarının genetik bölməsi Jasus verreauxi (Decapoda: Palinuridae)-mitoxondrial genomdan ilkin sübut. NZ J mar Freshwat Res 26:53–58

Brooks LH, Niiler PP (1975) Floridada cərəyan 1972-ci ilin yayında Key West. J mar Res 33:83–92

Brown WB (1980) Restriksiyon endonükleaz analizi ilə aşkar edilən insanların mitoxondrial DNT-sində polimorfizm. Proc natn Acad Sci USA 77:3605–3609

Bucklin A, Rienecker MM, Mooers CNK (1989) Şimali Kaliforniyadakı sahil filamentlərində zooplankton nəqlinin genetik izləyiciləri. J geophys Res 94(C6):8277–8288

Camper JD, Barber RC, Richardson LR, Gold JR (1993) Red snapper arasında mitoxindrial DNT variasiyası (Lutjanus camperchanus) Meksika körfəzindən. Molec mar Biol Biotechnol 2:154–161

Cheney RC, Marsh JG (1981) Seasat Gulf Stream-də dinamik topoqrafiyanın altimetr müşahidələri. J geophys Res 86:473–484

Cobo de Barany T, Ewald J, Cadima E (1972) Los Roques arxipelaqı, Venesueladakı pesca de la langosta. Infme téc Proy Invest Desarrollo pesq, Karakas 43:1–34

Cockerham CC (1969) Gen tezliklərinin dəyişməsi. Təkamül 23:72–84

Edwards CA, Skibinski DOF (1987) Mitoxondrial DNT-nin genetik dəyişkənliyi (Mytilus edulisM. galloprovincialis) Cənubi Qərbi İngiltərə və Cənubi Uelsdən olan əhali. Mar Biol 94:547–556

Excoffier L, Smouse PE, Quattro JM (1992) DNT haplotipləri arasında metrik məsafələrdən əldə edilən molekulyar dispersiyaların təhlili: insan mitoxondrial DNT məhdudlaşdırma məlumatlarına tətbiq. Genetika, Baltimore Md 131:479-491

Farmer MW, Ward JA, Luckhurst BE (1989) Spiny lobster inkişafı (Panulirus argus) Bermud adaları yaxınlığında planktonda fillosoma sürfələri. Proc Gulf Caribb Fish Inst 39:289–301

Gaines SD, Bertness MD (1992) Yetkinlik yaşına çatmayanların səpilməsi və oturaq dəniz növlərində dəyişkən işə götürülməsi. Təbiət, London 360:579-580

Glaholt RD, Seeb J (1992) tikanlı lobsterin mənşəyinə dair ilkin araşdırma, Panulirus argus (Latreille, 1804), Beliz əhalisi, Mərkəzi Amerika (Decapoda, Palinuridea), Crustaceana 62:159–165

Gold JR, Richardson LR (1991) Dəniz balıqlarında genetik tədqiqatlar. IV. Qırmızı barabanda əhalinin strukturunun təhlili (Sciaenops ocellatus) mitoxondrial DNT-dən istifadə etməklə. Fish Res 12:213–241

Hately JG, Sleeter TD (1993) Spiny lobsterin biokimyəvi genetik tədqiqi (Panulirus argus) Bermud adalarında ehtiyatın artırılması. Bull mar Sci 53:993–1008

Jeffreys AJ, Wilson V, Thein SL (1985) İnsan DNT-sindəki hiperdəyişən "mini peyk" bölgələri. Təbiət, London 314:67–73

Kanciruk P, Herrnkind WF (1976) Spiny lobsterdə payız reproduksiyası, Panulirus argus, Bimini, Baham adalarında. Bull mar Sci 26:417–432

Kinder TH (1983) Karib dənizi və Meksika körfəzindəki dayaz cərəyanlar peyk vasitəsilə izlənilən driftlərlə müşahidə olunur. Bull mar Sci 33:239–246

Kinder TH, Heburn GW, Green AW (1985) Karib dövriyyəsinin bəzi aspektləri. Mar Geol 68:25–52

Kittaka J, Kimura K (1989) Yapon tikanlı lobster mədəniyyəti Panulirus japonicus yumurtadan gənclik mərhələsinə qədər. Nippon Suisan Gakk 55:963–970

Komm B, Michaels A, Tsokos J, Linton J (1982) Florida tikanlı lobsterdən mitoxondrial DNT-nin təcrid edilməsi və xarakteristikası, Panulirus argus. Comp Biochem Physiol 73B:923–929

Kornfield I, Bogdanowicz SM (1987) Atlantik siyənəkdə mitoxondrial DNT-nin diferensiasiyası, Clupea harengus. Fish Bull US 85:561–568

Labisky RF, Gregory DR Jr, Conti JA (1980) Floridanın tikanlı xərçəng balıqçılığı: tarixi perspektiv. Balıqçılıq (Bull Am Fish Soc) 5:28–37

Lee TN, Clarke ME, Williams E, Szmant AF, Berger T (1994) Tortugas Gyre-nin təkamülü və Florida Keysdə işə qəbula təsiri. Bull mar Sci (mətbuatda)

Lee TN, Rooth C, Williams E, McGoen M, Szmant AF, Clarke ME (1991) Florida cərəyanının, girintilərin və küləklə idarə olunan sirkulyasiyanın Florida Keys mərcan qayalarında sürfələrin daşınmasına və işə götürülməsinə təsiri. Davamlı Rəf Res 12:971–1002

Lewis JB (1951) tikanlı lobsterin fillosoma sürfələri Panulirus argus. Bull mar Sci Gulf Caribb 1:89–103

Litt M, Luty JA (1989) Ürək əzələsi aktin geni daxilində dinukleotid təkrarının in vitro gücləndirilməsi ilə aşkar edilən hiperdəyişən mikrosatellit. Am J hum Genet 44:397–401

Little EJ Jr (1977) Postlarval tikanlı lobsterlərin cəlb edilməsinə dair müşahidələr, Panulirus argus, cənub Forida sahilinə. Fla mar Res Publs 29:1–33

Lyons WG (1980) Floridanın tikanlı lobster populyasiyasının mümkün mənbələri. Proc Gulf Caribb Fish Inst 33:253–266

Lyons WG (1986) Tikanlı lobsterlərin işə götürülməsi ilə bağlı problemlər və perspektivlər, Panulirus argus, cənub Florida balıqçılığına. Can J Fish aquat Sciences 43:2099–2106

Marchal EG (1968) Sur la capture de long des cotes Africaines de deux speciments de Panulirus argus (Latreille). Bull Mus natn Hist nat, Paris (ser 2) 39:1120–1122

Mattox NT (1952) Puerto Rikoda tikanlı lobsterin biologiyası və iqtisadiyyatı haqqında ilkin hesabat. Proc Gulf Caribb Fish Inst 4:69–70

McLean M, Okubo CK, Tracy ML (1982) mtDNA heterojenliyi Panulirus argus. Təcrübə 39:536–538

Menzies RA (1980) Biokimyəvi populyasiya genetikası və tikanlı lobster sürfələrinin işə götürülməsi problemi: yeniləmə. Proc Gulf Caribb Fish Inst 33:230–243

Menzies RA, Kerrigan JM (1979) Karib dənizinin tikanlı lobster işə götürmə nümunələrinin nəticələri - biokimyəvi genetik yanaşma. Proc Gulf Caribb Fish Inst 31:164–178

Moritz C, Dowling TE, Brown WM (1987) Heyvanların mitoxondrial DNT-sinin təkamülü: əhali biologiyası və sistematika üçün aktuallıq. A Rev Ecol System 18:269–292

Munro JL (1974) Karib dənizi rifi balıqlarının biologiyası, ekologiyası və bionomiyası. Hissə 5.1. Xərçəngkimilər (tikanlı xərçənglər və xərçənglər). Res Rep zool Dep Univ W Indies 3:1–57

Nakamura Y, Leppert M, O'Connell P, Wolff R, Holm T, Culver M, Martin C, Fujimoto E, Hoff M, Kumlin E, White R (1987) İnsan geninin xəritələşdirilməsi üçün dəyişən tandem təkrar (VNTR) markerlərinin sayı . Elm, NY 235: 1616-1622

Nei M (1987) Molekulyar təkamül genetikası. Columbia University Press, Nyu-York

Nei M, Li W-H (1979) məhdudlaşdırıcı endonükleazlar baxımından genetik variasiyanın öyrənilməsi üçün riyazi model. Proc natn Acad Sci USA 76:5269–5273

Nei M, Tajima F (1981) DNT polimorfizmi məhdudlaşdırma endonükleazları ilə aşkar edilir. Genetika, Ostin, Teks 97:145-163

Nowlin WD, Hubertz J (1972) Antisiklon halqasına qarşı Şərq Körfəz Döngəsi cərəyanı üçün təzadlı yay dövriyyəsi nümunələri. In: Capurro L, Reid J (eds) Meksika körfəzinin fiziki okeanoqrafiyasına töhfələr. Gulf Publishing Co., Hyuston, Teks, səh 119-138 (Tex A&M Univ Oceanogr Stud)_

Ogawa M, Oliveira GM, Sezaki K, Watabe S, Hashimoto K (1991) Üç növ tikanlı lobsterlərdə genetik dəyişikliklər, Panulirus argus, Panulirus laevicaudaPanulirus japonicus. Revta Investnes mar, Habana 12:39–44

Ovenden JR (1990) Mitoxondrial DNT və dəniz ehtiyatının qiymətləndirilməsi: baxış. Aust J mar Freshwat Res 41:835–853

Ovenden JR, Brasher DJ, White RWG (1992) Qırmızı qaya xərçənginin mitoxondrial DNT analizləri Jasus Edwardsii Avstraliyada əhalinin bölünməsinin açıq-aydın olmadığını dəstəkləyir. Mar Biol 112:319-326

Pella JJ, Milner GB (1987) Stok tərkibinin təhlilində genetik markerlərin istifadəsi. In: Ryman N, Utter F (eds) Əhali genetikası və balıqçılığın idarə edilməsi. Washington Press Universiteti, Seattle, Vaşinqton, səh 247-276

Phillips BF, McWilliams PS (1986) Spiny lobster inkişafının pelagik mərhələsi. Can J Fish aquat Sciences 43:2153–2163

Pollock DE (1990) Paleokeanoqrafiya və tikanlı omar cinsində növləşmə Jasus. Bull mar Sci 46:387–405

Pollock DE (1992) Paleokeanoqrafiya və tikanlı omar cinsində növləşmə Panulirus Hind-Sakit okeanda. Bull mar Sci 51:135–146

Richards WJ, Potthoff T (1980) Tikanlı lobsterlərin sürfə pelagik mərhələlərinin (Palinuridae, Panulirus) qərb tropik Atlantikada. Proc Gulf Caribb Fish Inst 33:244–252

Reeb CA, Advise JC (1990) Davamlı yayılan növlərdə genetik fasilə: Amerika istiridyəsində mitoxondrial DNT, Crassostrea Virginica. Genetika, Baltimore Md 124:397-406

Roff DA, Bentzen P (1989) Mitoxondrial DNT polimorfizminin statistik təhlili: χ 2 və kiçik nümunələr problemi. Molec Biol Evolut 6:539–545

Saunders NC, Kessler LG, Avise JC (1986) At nalı xərçənginin mitoxondrial DNT-sində genetik variasiya və coğrafi fərqləndirmə Limulus polifemus. Genetika, Baltimore Md 112:613-627

Shaklee JB, Samollow PB (1984) Bir tikanlı xərçəngdə genetik variasiya və populyasiya quruluşu, Panulirus marginatus, Havay arxipelaqında. Fish Bull US 82:693–702

Silberman JD (1993) Spiny lobsterdə molekulyar variasiya Panulirus argus: işə qəbul aspektləri. Ph.D. dissertasiya. Mayami Universiteti, Rosenstiel Dəniz və Atmosfer Elmləri Məktəbi, Mayami, Florida, ABŞ

Silberman JD, Walsh PJ (1992) Ribosomal DNT analizi vasitəsilə tikanlı lobster fillosom sürfələrinin növlərin identifikasiyası. Molec mar Biol Biotechnol 1:195–205

Sims HW Jr (1966) Florida tikanlı lobster. Florida Mühafizə Şurası Dəniz Laboratoriyası, Sankt-Peterburq, Florida (Mimeogr)

Sims HW, Ingle RM (1967) Floridanın tikanlı omar populyasiyasının Karib dənizində işə götürülməsi. Q Jl Fla Acad Sci 29:207–242

Southern EM (1975) Gel elektroforezi ilə ayrılmış DNT fraqmentləri arasında xüsusi ardıcıllığın aşkarlanması. J molec Biol 98:502-517

Stommel H (1965) The Gulf Stream. Kaliforniya Universiteti Mətbuatı, Berkeley, Kaliforniya

Tautz D (1989) Polimorfik DNT markerləri üçün ümumi mənbə kimi sadə ardıcıllığın hiperdəyişkənliyi. Nuklein turşuları Res 17:6463–6471

Williams AB (1988) Dünyanın lobsterləri. Təsvirli bələdçi, Osprey Books, Huntington, NY

Williams JGK, Kubelik AR, Livak KJ, Rafaski JA, Tingey SV (1990) ixtiyari primerlərlə gücləndirilmiş DNT polimorfizmləri genetik markerlər kimi faydalıdır. Nuklein turşuları Res 18:6531–6535

Witham RR, Ingle RM, Sims HW Jr (1964) Post-larva haqqında qeydlər Panulirus argus. Q Jl Fla Acad Sci 27:289–297

Wright S (1965) Cütləşmə sistemlərinə xüsusi diqqət yetirməklə əhalinin strukturunun F-statistika ilə şərhi. Təkamül 9:395–420


Mücərrəd

Fasciola hepatica, qaraciyər tüfəngi heyvandarlıq sənayesi üçün əhəmiyyətli iqtisadi əhəmiyyət kəsb edən trematod parazitidir və yenidən inkişaf edən zoonozdur və insan sağlamlığı üçün təhlükə yaradır. F. hepatica-dünyada endemik ərazilər. Dərmanlara qarşı müqavimət indiki və gələcək nəzarət üçün ciddi təhlükədir F. hepatica, lakin parazitin biologiyasının müqavimətin inkişafına və yayılmasına necə təsir etdiyi barədə çox az şey məlumdur. Bunu nəzərə alaraq F. hepatica öz-özünə döllənə bilər və buna görə də qohum-əqrəba, daha çox populyasiyanın differensasiyası potensialı və dərmanlara qarşı müqavimət genləri kimi resessiv allellərin bir araya gəlməsi ehtimalı artır. Bu, salyangoz aralıq sahibi daxilində klonal genişlənmə və eyni genotipli parazitlərin otlaqda yığılması ilə çətinləşə bilər. Alternativ olaraq, adətən Böyük Britaniyada baş verən heyvanların geniş yayılması gen axınının yüksək səviyyəsini təşviq edə və populyasiyanın fərqliləşməsinin qarşısını ala bilər. Biz sahiblərin 61%-də eyni multilokus genotipləri olan klonal parazitləri müəyyən etdik. Buna baxmayaraq, 1579 yetkin parazitin 84%-nin unikal multilokus genotipləri var idi ki, bu da daxilində genotipik müxtəlifliyi yüksək səviyyədə dəstəkləyir. F. hepatica əhali. Təhlillərimiz 2%-dən çox olmayan özünü göstərmə nisbətini göstərir və bu müxtəlifliyin qismən buna meyllə bağlı olduğunu göstərir. F. hepatica çarpaz mayalandırmaq. Nəhayət, müəyyən bir ev sahibi daxilində yüksək genetik müxtəlifliyi müəyyən etsək də, müxtəlif ev sahiblərindən olan populyasiyalar arasında fərqləndirmə üçün çox az dəlil var idi ki, bu da tək bir panmiktik populyasiyanı göstərir. Bu o deməkdir ki, onlar ortaya çıxdıqdan sonra, anthelmintic müqavimət genləri qaraciyər tükənməsi populyasiyaları vasitəsilə sürətlə yayılma potensialına malikdir.


Videoya baxın: Variasiya təkamülə dəlil deyil!!! (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Magrel

    Look at my house!

  2. Ayaan

    Congratulations, I think this brilliant idea

  3. Stirling

    Bəlkə səhvdir?

  4. Garmund

    Bəzən bəzi şeylər var və daha pisdir

  5. Katlynne

    Təşəkkür edirəm. Tam olaraq nə lazımdır))



Mesaj yazmaq