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      酵母適應(yīng)研究發(fā)現(xiàn)二倍體比單倍體進(jìn)化更慢
      
			
      
				2019-04-24 11:22:26
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      實(shí)驗(yàn)進(jìn)化是一種很好的方法，可以增強(qiáng)我們目前對(duì)生物體細(xì)胞中基因組或染色體組的演變以及個(gè)體突變?cè)谶m應(yīng)中的作用的理解。
      

      酵母適應(yīng)研究發(fā)現(xiàn)二倍體比單倍體進(jìn)化更慢
      

      生物體的倍性不同，或者它們?cè)诩?xì)胞中攜帶多少拷貝的基因組。例如，利哈伊大學(xué)生物科學(xué)助理教授Gregory Lang說，人類在每個(gè)細(xì)胞中都有兩個(gè)基因組拷貝 - 一個(gè)來自母親，一個(gè)來自父親。細(xì)菌在每個(gè)細(xì)胞中都有一個(gè)基因組拷貝。普通草莓有八份。換句話說，人是二倍體，細(xì)菌是單倍體，草莓是八倍體。
      

      只有通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)化生物如酵母才能理解倍性對(duì)進(jìn)化的影響。酵母不僅可以在24小時(shí)內(nèi)經(jīng)歷多達(dá)十代，還可以穩(wěn)定地保持在不同的倍性。
      

      Lang和研究生Daniel A. Marad以及博士后Sean W. Buskirk開始回答一個(gè)基本問題：單倍體和二倍體生物的適應(yīng)率如何不同?他們發(fā)現(xiàn)二倍體 - 具有兩個(gè)基因組拷貝 - 比單倍體進(jìn)化得更慢 - 只有一個(gè)拷貝。他們還發(fā)現(xiàn)，與單倍體相比，二倍體的有益突變發(fā)現(xiàn)有所不同。
      

      他們的研究結(jié)果已發(fā)表在Nature Ecology&Evolution的一篇論文中，名為“改變獲得有益突變的途徑減緩了二倍體的適應(yīng)和偏倚固定突變”。
      

      為了解這些動(dòng)態(tài)，該團(tuán)隊(duì)通過4,000代酵母釀酒酵母測量了48個(gè)二倍體群體的適應(yīng)率，并將這些結(jié)果與先前進(jìn)化的單倍體群體進(jìn)行了比較。他們對(duì)2000個(gè)世代后的24個(gè)種群的兩個(gè)克隆進(jìn)行了測序，并對(duì)兩個(gè)種群進(jìn)行了全基因組全人口時(shí)程測序。
      

      “使用實(shí)驗(yàn)進(jìn)化和全基因組測序的強(qiáng)大組合，我們確定了適應(yīng)率和酵母群體中出現(xiàn)的突變類型，除了基因組拷貝數(shù)之外，它們是相同的，”Lang說。
      

      “我們表明，二倍體比單倍體適應(yīng)更慢，倍性改變了有益突變的范圍，純合突變的流行取決于它們的基因組位置，”Marad說。“此外，我們通過重建驗(yàn)證單倍體特異性，二倍體特異性和共享突變目標(biāo)。”
      

      根據(jù)Lang的說法，進(jìn)化生物學(xué)有著豐富的歷史，許多經(jīng)典理論仍然需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試。一種被稱為Haldane篩的理論假定，當(dāng)二倍體中只有一個(gè)拷貝存在時(shí)，隱性或無選擇性益處的有益突變?cè)诙扼w群體中不能增加頻率。
      

      Lang和他的同事通過采取單倍體中出現(xiàn)的有益突變并將它們單獨(dú)轉(zhuǎn)移到不同的環(huán)境中來測試Haldane的篩子：二倍體，看它們是否具有選擇性優(yōu)勢(shì)。與Haldane的篩子一致，他們發(fā)現(xiàn)二倍體中出現(xiàn)的有益突變不是隱性的，而是單倍體中最有益的突變。
      

      “總的來說，這項(xiàng)工作彌補(bǔ)了我們對(duì)倍性如何影響適應(yīng)性的理解，并為二倍體群體改變獲得有益突變的假設(shè)提供了經(jīng)驗(yàn)支持，”馬拉德說。
      

      Lang說，該論文的一個(gè)重要內(nèi)容是，在自然界中變化很大的倍性對(duì)基因組能夠和將要發(fā)展的方式產(chǎn)生了重大影響。
      
			

			
        
      
			
      
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