Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Интрогрессия , также известная как интрогрессивная гибридизация , в генетике этого движение из гена от одного вида в генофонд другого пути повторного обратного скрещивания на качестве межвидового гибрида с одним из своих исходных видов. Целенаправленная интрогрессия - это длительный процесс; может потребоваться много поколений гибридов, прежде чем произойдет обратное скрещивание.

Интрогрессия отличается от простой гибридизации. Интрогрессия приводит к сложной смеси родительских генов, в то время как простая гибридизация приводит к более однородной смеси, которая в первом поколении будет равномерной смесью двух родительских видов.

Определение [ править ]

Интрогрессия или интрогрессивная гибридизация - это включение (обычно посредством гибридизации и обратного скрещивания) аллелей одного объекта (вида) в генофонд другого , дивергентного объекта (вида). [1] [2] [3] [4] События древней интрогрессии могут оставлять следы вымерших видов в современных геномах, явление, известное как интрогрессия призраков. [5]

Источник вариации [ править ]

Интрогрессия является важным источником генетической изменчивости в естественных популяциях и может способствовать адаптации и даже адаптивному излучению . [6] Это может произойти в гибридных зонах из-за случайности, выбора или движения гибридной зоны. [7] Имеются данные о том, что интрогрессия является повсеместным явлением у растений и животных, [8] [9] включая людей [10], у которых она могла привнести аллель микроцефалина D. [11]

Было высказано предположение, что исторически у домашних животных было ограниченное количество ситуаций одомашнивания, за которыми следовали длительные периоды интрогрессии, когда они приобрели генетический материал диких животных в своей ДНК. [12]

Также было показано, что интрогрессивная гибридизация играет важную роль в эволюции одомашненных видов сельскохозяйственных культур, возможно, обеспечивая гены, которые помогают им распространяться в различных средах. Геномное исследование Центра геномики и системной биологии Нью-Йоркского университета в Абу-Даби показало, что одомашненные сорта финиковой пальмы из Северной Африки демонстрируют интрогрессивную гибридизацию от 5 до 18% генома дикой критской пальмы Phoenix theophrasti с финиковой пальмой Ближнего Востока P. dactylifera. Этот процесс также похож на эволюцию яблок путем гибридизации среднеазиатских яблок с европейскими яблонями. [13]Также было показано, что рис индики возник, когда китайский рис японская прибыл в Индию около ~ 4500 лет назад и гибридизировался с не одомашненными прото-индикой или диким O. nivara, и передал ключевые гены одомашнивания из японики в индику. [14]

Примеры [ править ]

Люди [ править ]

Имеются убедительные доказательства интрогрессии генов неандертальцев [15] и денисовских генов [16] в части генофонда современного человека (см. Больше в примеси архаического человека и современного человека ).

Бабочки [ править ]

Один важный пример интрогрессии наблюдался при изучении мимикрии у бабочек рода Heliconius . [17] Этот род включает 43 вида и множество рас с разной окраской. Конгенеры, показывающие перекрывающееся распределение, показывают похожие цветовые узоры. Подвиды H. melpomene amaryllis и H. melpomene timareta ssp. ноя перекрытие в распределении.

Используя тест ABBA / BABA, некоторые исследователи обнаружили, что между парой подвидов существует от 2 до 5% интрогрессии. Важно отметить, что интрогрессия не случайна. Исследователи увидели значительную интрогрессию в хромосомах 15 и 18, где обнаружены важные локусы мимикрии (локусы B / D и N / Yb). Они сравнили оба подвида с H. melpomene agalope , который является подвидом рядом с H. melpomene amaryllis на деревьях полного генома. Результатом анализа явилось отсутствие связи между этими двумя видами и агалопом H. melpomene в локусах B / D и N / Yb. Более того, они провели такой же анализ с двумя другими видами с перекрывающимся распределением, H. timareta florencia и H. melpomene agalope.. Они продемонстрировали интрогрессию между двумя таксонами, особенно в локусах B / D и N / Yb.

Наконец, они завершили свои эксперименты филогенетическим анализом с раздвижным окном, оценивая различные филогенетические деревья в зависимости от различных регионов локусов. Когда локус важен в выражении цветового узора, между видами существует тесная филогенетическая связь. Когда локус не важен в выражении цветового рисунка, два вида филогенетически далеки, потому что в таких локусах нет интрогрессии.

Дикие виды [ править ]

Интрогрессия может быть важной проблемой сохранения диких видов в результате гибридизации, например, между дикими и домашними кошками [18] или между дикими собаками и домашними собаками . [19] Другой важный пример видов ирисов из южной Луизианы был изучен Арнольдом и Беннеттом (1993). [20] [ расплывчато ]

Линия интрогрессии [ править ]

Интрогрессии линия (IL) , представляет собой культуры вида , который содержит генетический материал , полученный из искусственно дикого относительного населения путем многократного обратного скрещивания. Примером коллекции IL (называемой библиотекой IL ) является использование сегментов хромосом из Solanum pennellii (дикий сорт томата ), который был интрогрессирован в Solanum lycopersicum (сорт культурных томатов). Линии IL-библиотеки обычно покрывают полный геном донора. Линии интрогрессии позволяют изучать локусы количественных признаков , а также создавать новые разновидности путем введения экзотических признаков.. [21]

См. Также [ править ]

  • Химера (генетика)
  • Генная инженерия
  • Генетическая эрозия
  • Генетическое загрязнение
  • Трансген
  • Трансгенное растение

Ссылки [ править ]

  1. ^ Anderson E, Hubricht L (1938). «Гибридизация традесканции. III. Доказательства интрогрессивной гибридизации». Am J Bot . 25 (6): 396–402. DOI : 10.2307 / 2436413 . JSTOR  2436413 .
  2. ^ Андерсон E, 1949. Интрогрессивная гибридизация. Нью-Йорк: Wiley & Sons
  3. ^ Харрисон, R (2014). «Гибридизация, интрогрессия и природа видовых границ» . Журнал наследственности . 105 : 795–809. DOI : 10.1093 / jhered / esu033 . PMID 25149255 . 
  4. ^ Ottenburghs, Jente; Краус, Роберт HS; ван Хоофт, Пим; van Wieren, Sipke E .; Ydenberg, Ronald C .; Принс, Герберт HT (30 ноября 2017 г.). «Птичья интрогрессия в эпоху генома» . Avian Research . 8 (1): 30. DOI : 10.1186 / s40657-017-0088-z . ISSN 2053-7166 . 
  5. ^ Jente Ottenburghs (2020) Призрак Интрогрессия: Spooky Gene Flow в далеком прошлом. BioEssays . https://doi.org/10.1002/bies.202000012
  6. ^ Грант PR, Грант BR, Петрен К. (2005). «Гибридизация в недавнем прошлом». Американский натуралист . 166 (1): 56–67. DOI : 10.1086 / 430331 . PMID 15937789 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  7. ^ Ричард Баггс (2007). «Эмпирическое исследование движения гибридной зоны» . Наследственность . 99 (3): 301–312. DOI : 10.1038 / sj.hdy.6800997 . PMID 17611495 . 
  8. ^ Даулинг TE; Секор CL (1997). «Роль гибридизации и интрогрессии в разнообразии животных» . Ежегодный обзор экологии и систематики . 28 : 593–619. DOI : 10.1146 / annurev.ecolsys.28.1.593 . S2CID 52367016 . 
  9. ^ Bullini L (1994). «Происхождение и эволюция гибридных видов животных». Тенденции в экологии и эволюции . 9 (11): 422–426. DOI : 10.1016 / 0169-5347 (94) 90124-4 . PMID 21236911 . 
  10. ^ Холлидей TW (2003). «Видовые концепции, сеточки и эволюция человека». Современная антропология . 44 (5): 653–673. DOI : 10,1086 / 377663 .
  11. ^ Evans, Pd; Мекель-Бобров, Н; Vallender, Ej; Hudson, Rr; Lahn, Bt (ноябрь 2006 г.). «Доказательства того, что адаптивный аллель микроцефалина гена размера мозга интрогрессирован в Homo sapiens из архаической линии Homo» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (48): 18178–83. Bibcode : 2006PNAS..10318178E . DOI : 10.1073 / pnas.0606966103 . ISSN 0027-8424 . PMC 1635020 . PMID 17090677 .   
  12. ^ Blaustein, R. (2015). «Раскрывая тайны одомашнивания животных» . Бионаука . 65 : 7–13. DOI : 10.1093 / Biosci / biu201 .
  13. ↑ Цветы, Джонатан; и другие. (2019). «Межвидовая гибридизация и происхождение североафриканских финиковых пальм» . Труды Национальной академии наук США . 116 (5): 1651–1658. DOI : 10.1073 / pnas.1817453116 . PMC 6358688 . PMID 30642962 .  
  14. ^ Чой, Джэ; и другие. (2017). «Парадокс риса: множественное происхождение, но единственное приручение азиатского риса» . Молекулярная биология и эволюция . 34 (4): 969–979. DOI : 10.1093 / molbev / msx049 . PMC 5400379 . PMID 28087768 .  
  15. ^ Уиллс, Кристофер (2011). Генетические и фенотипические последствия интрогрессии между людьми и неандертальцами . Успехи в генетике. 76 . С. 27–54. DOI : 10.1016 / B978-0-12-386481-9.00002-X . ISBN 9780123864819. PMID  22099691 .
  16. ^ Уэрта-Санчес, Эмилия; Цзинь, Синь; Асан; Бианба, Чжуома; Питер, Бенджамин М .; Винкенбош, Николас; Лян Юй; Йи, Синь; Он, Мингзе; Сомель, Мехмет; Ни, Пэйсян; Ван, Бо; Оу, Сяохуа; Хуасанг; Луосан, Цзянбай; Цуо, Чжа Си Пин; Ли, Куи; Гао, Гойи; Инь, Е; Ван, Вэй; Чжан, Сюцин; Сюй, Сюнь; Ян, Хуаньминь; Ли, Инжруй; Ван, Цзянь; Ван, Цзюнь; Нильсен, Расмус (2014). «Высотная адаптация у тибетцев, вызванная интрогрессией денисовской ДНК» . Природа . 512 (7513): 194–197. Bibcode : 2014Natur.512..194H . DOI : 10,1038 / природа13408 . PMC 4134395 . PMID 25043035 .  
  17. ^ Консорциум Heliconius Genome (2012). «Геном бабочки показывает беспорядочный обмен мимикрическими адаптациями между видами» . Природа . 487 (7405): 94–98. Bibcode : 2012Natur.487 ... 94T . DOI : 10.1038 / nature11041 . PMC 3398145 . PMID 22722851 .  
  18. ^ Обзор научных статей об интрогрессии генов между дикими и домашними кошками
  19. ^ Обзор и ссылка на научные статьи об интрогрессии генов собак в популяциях диких собак.
  20. Перейти ↑ Arnold, ML & Bennett, BD (1993). Естественная гибридизация ирисов Луизианы: генетическая изменчивость и экологические детерминанты. В: Harrison, RG ed. (1993). Гибридные зоны и эволюционный процесс , стр. 115–139. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-506917-4 
  21. ^ Эшед, Y (1995) Популяция линии интрогрессии Lycopersicon pennellii в культивируемых помидорах позволяет идентифицировать и точное картирование QTL, связанного с урожайностью

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Арнольд, ML (2007). Эволюция через генетический обмен . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-922903-1.
  • Андерсон, Э. (1949). Интрогрессивная гибридизация . Нью-Йорк: Вили.
  • Декобер, О. (2017). Complément à l'inventaire des Carabini du Midi toulousain (Coleoptera, Carabidae) - Carnets natures, 2017, vol. 4: 33-38 (ISSN 2427-6111) https://carnetsnatures.fr/volume4/carabidae-decobert.pdf
  • Эяль Фридман; и другие. (2004). «Увеличение количественного признака урожайности томатов с помощью межвидовых интрогрессий». Наука . 305 (5691): 1786–1798. Bibcode : 2004Sci ... 305.1786F . DOI : 10.1126 / science.1101666 . PMID  15375271 . S2CID  24142071 .
  • Ризеберг, LH; Вендел, Дж. Ф. (1993). «Интрогрессия и ее последствия у растений». В Харрисон, Р.Г. (ред.). Гибридные зоны и эволюционный процесс . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. С. 70–109. ISBN 978-0-19-506917-4.
  • Martinsen GD; Уизем Р. Дж. Турек; Кейм П. (2001). «Гибридные популяции выборочно фильтруют интрогрессию генов между видами». Эволюция . 55 (7): 1325–1335. DOI : 10.1554 / 0014-3820 (2001) 055 [1325: hpsfgi] 2.0.co; 2 . PMID  11525457 .
  • Уитни, К.Д., Ахерн-младший, Кэмпбелл Л.Г., Альберт Л.П., Кинг М.С. (2010). «Закономерности гибридизации у растений» (PDF) . Перспективы экологии, эволюции и систематики растений . 12 (3): 175–182. DOI : 10.1016 / j.ppees.2010.02.002 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )(«Запрещено» - Нет доступа 06.04.2015) Альтернативная ссылка: закономерности гибридизации в растениях