来源:中国高科技
种内遗传多样性是最基础层次的生物多样性,影响着群落结构、生态系统的结构和功能、以及物种适应环境变化的能力。确定地球上哪些地方遗传多样性高,哪些因素影响遗传多样性的地理分布,不仅对生态学和进化生物学研究非常有意义,而且对人类健康、动植物育种及生物多样性保护有重要启示。大尺度研究表明,中性或近中性基因的遗传多样性随纬度增高而降低,与经典的物种多样性纬度梯度变化规律相一致。功能基因对物种的进化和遗传变异影响较大,然而,我们对功能基因遗传多样性的地理分布规律则知之甚少。
中国科学院科学家团队——动物研究所李义明研究组描绘了陆生哺乳动物一个多态免疫基因(MHC II DRB gene exon 2,93个物种,1515 条序列)的遗传多样性在全球的地理分布(图1),并量化了物种特征、正向选择以及人类活动对该免疫基因遗传多样性的影响。研究发现,该位点的遗传多样性和正向选择频次呈现出明显的地理纬度梯度:赤道地区的遗传多样性高,正向选择频次高,随纬度增高,遗传多样性(图2)和正向选择的频次均下降(图3)。遗传多样性的地理分布受绝对纬度、物种的个体大小和正向选择的影响,与绝对纬度和个体大小呈负相关,而与正向选择的出现呈正相关。赤道地区正向选择频次高,进化速率快,遗传漂变速率低,因而遗传多样性高。
该研究首次提出作用于高适应基因的正向选择地理纬度变化模式,对理解自然选择、物种特征及遗传漂变等因素在地理上是如何塑造遗传多样性的分布,具有重要意义。该研究建议,低纬度地区的遗传多样性应优先得到保护。
相关研究成果在线发表在Ecography上。博士生王斯琪是论文的共同第一作者,研究员李义明是论文通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金委重点基金项目和面上项目的资助。
图1.93种哺乳动物MHC免疫基因(MHC II DRB gene exon 2)遗传多样性的地理分布
图2.MHC免疫基因遗传多样性与绝对纬度的量化关系
图3.作用于MHC免疫基因的正向选择频次与绝对纬度的量化关系
(来源:中国科学院)
来源:cas-hitech 中国高科技
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