基于物種水平變異的DNA標記對種群水平研究的可預測性

使用分子數(shù)據(jù)研究密切相關的生物(例如種群)之間的進化動力學的生物學家一直在尋找具有大量變異性的基因組區(qū)域。為了回答在不同物種中表現(xiàn)出高水平變異性的基因是否也可用于群體水平進化研究的問題，巴西，新加坡和英國的科學家們聯(lián)手測試了之前眾多基因的效用被發(fā)現(xiàn)有助于推斷仙人掌物種的關系。該研究發(fā)表在1月份的“ 植物科學應用”雜志上。

“問題在于我們是否可以利用以前的知識來預測某些標記物是否對系統(tǒng)地理學研究有用。換句話說，在密切相關的物種中可變的區(qū)域是否可用于種內研究?” 巴西索羅卡巴聯(lián)邦圣卡洛斯大學生物系教授費爾南多·佛朗哥解釋說，該研究的通訊作者。“為了驗證這一點，我們使用的物種和種群的塞斯 - 。在仙人掌科屬我們進一步興趣發(fā)展這一群體作為進化研究的生物模型仙人掌一般都具有低濕度的棲息地相關聯(lián)，并且可以作為一個有用的例如，研究更新世氣候變化的影響的模型。“

事實證明，對于是否有可能預測分子標記在系統(tǒng)地理學研究中的有用性這一問題的答案是：它并不總是這么簡單。“我們的數(shù)據(jù)與植物中分子標記的高進化速率 - 異質性的概念一致。此外，我們提供了一個案例研究，其中這種異質性似乎在種群分化的早期階段增加。”

DNA序列的差異可能在不同譜系中以不同的速率累積。“一般來說，動物的分子進化速度在某種程度上是不變的。然而，在植物中，特別是在葉綠體DNA中，進化速率在時間和譜系上都變化很大，”Franco解釋說。這意味著相同的DNA區(qū)域可能在一個物種中快速進化而在另一個物種中則非常緩慢。

對于對植物生命樹中的種群水平問題感興趣的研究人員來說，速率異質性是一個實際的挑戰(zhàn)。因為進化速率 - 并且因此變異量 - 不是恒定的，所以需要篩選步驟以發(fā)現(xiàn)基因組的區(qū)域，其中目標物種的個體之間具有足夠的可變性。這可以使系統(tǒng)地理學項目的勞動力和成本密集。

Franco總結道，“大多數(shù)研究人員認為，顯示物種間變異性的分子標記，如系統(tǒng)發(fā)育研究，是進行人口水平研究的潛在候選者。雖然情況往往如此，但這種預測并非總是如此。原因是，我們建議在設計實驗時，初步篩選步驟應考慮盡可能接近目標單位的生物單位(即物種，亞種，種群)。

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