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      酵母適應(yīng)研究發(fā)現(xiàn)二倍體比單倍體進化更慢
      
			
      
				2019-04-24 11:22:26
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      實驗進化是一種很好的方法，可以增強我們目前對生物體細胞中基因組或染色體組的演變以及個體突變在適應(yīng)中的作用的理解。
      

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

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

      只有通過實驗進化生物如酵母才能理解倍性對進化的影響。酵母不僅可以在24小時內(nèi)經(jīng)歷多達十代，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 - 具有兩個基因組拷貝 - 比單倍體進化得更慢 - 只有一個拷貝。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”。
      

      為了解這些動態(tài)，該團隊通過4,000代酵母釀酒酵母測量了48個二倍體群體的適應(yīng)率，并將這些結(jié)果與先前進化的單倍體群體進行了比較。他們對2000個世代后的24個種群的兩個克隆進行了測序，并對兩個種群進行了全基因組全人口時程測序。
      

      “使用實驗進化和全基因組測序的強大組合，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，我們通過重建驗證單倍體特異性，二倍體特異性和共享突變目標。”
      

      根據(jù)Lang的說法，進化生物學有著豐富的歷史，許多經(jīng)典理論仍然需要進行實驗測試。一種被稱為Haldane篩的理論假定，當二倍體中只有一個拷貝存在時，隱性或無選擇性益處的有益突變在二倍體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。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，這項工作彌補了我們對倍性如何影響適應(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)驗支持，”馬拉德說。
      

      Lang說，該論文的一個重要內(nèi)容是，在自然界中變化很大的倍性對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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