超级基因 - 基因块 - 可能有助于填补达尔文的进化理论中的挥之不去

Supergenes在进化中起比以前认为的更大角色

根据本质上的新研究，巨大的基因群 - 在进化的适应方面扮演了更大的作用，而不是以前认为。

生物学家在野生向日葵群体中确定了这些所谓的“超级”，并且发现它们控制了大量特征对于适应局部栖息地重要的特征的模块化转移。那些包括种子大小，开花的时机，以及承受环境压力的能力，如干旱或有限的营养利用，其中许多其他人。

大块的'即插即用'基因在适应中起着超级大小的作用 - 并且可能有助于填补达尔文的理论中的挥之不去。大块的'即插即用'基因在适应中起着超级大小的作用 - 并且可能有助于填补达尔文的理论中的挥之不去。

“我们非常惊讶，”不列颠哥伦比亚省大学（UBC）遗传学家Marco Todesco说。“之前报道了史式过度控制适应性特征的病例，但如果他们是规则或只是少数奇怪的例外，则尚不清楚。发现的是超级因素在适应方面具有普遍的作用，并且可以真正巨大。“

该研究中鉴定的超级超级的超级碱基由超过1亿基对（大于许多人染色体）和1,819个基因组成。

这项研究可以帮助解决达尔文自然选择理论未经答复的问题 - 即，如何旁边和彼此配合的生物体仍然能够将独特的特征和突击部门分成单独的物种。

根据不列颠哥伦比亚州大学本质上的研究，据英国哥伦比亚大学研究介绍，超级因素在维护野战日向广大变异方面发挥了突出的作用。

“最初，进化生物学家认为，他们需要区分生态种族或单独物种所需的地理隔离，”UBC进化生物学家Loren Rieseberg说。“但最近的研究表明，群体可以并排存在，并且可以区分。”

“尽管与附近的未适应群体存在遗传交换，但管理这种差异的性状通常似乎作为超级遗传。在许多情况下，植物能够通过从已经调整的相关物种中借用叠加级级或两种来适应新环境。“

Supergenes帮助大草原向日葵适应沙丘的恶劣环境。

Supergenes在向日葵物种适应中发挥了重要作用的栖息地的例子包括德克萨斯州沿海平原，沙丘和墨西哥湾沿海屏障群岛。在后一种情况下，3000万基对长期级基因控制在适应德克萨斯州的屏障群岛和沿海平原的向日葵之间超过2个半月的开花时间差异。在屏障岛群体中发现的超级级的早期开花版本最初来自普通的向日葵。

在某些情况下，超级益处的供体物种可能会灭绝。“我们认为可能发生了什么样的物种到达一个新的栖息地，”窃取了局部相关物种的适应性超级，然后取代该物种“，”托德斯科说。“我们可以称之为”幽灵超级基因“，这是一种不再存在的物种的挥之不去的贡献。”

由于它们的普及和能力适应居住地居住，野生向日葵已成为进化研究的模型系统。

“基因组自2009年以来一直在这项工作投资，”在Genome BC基因组的Agrifood和自然资源董事莱斯·迈斯卡哈斯说。“愿景，战略投资和科学领导层的融合有助于推动向日葵基因组学研究的创新，这将对粮食安全产生重大影响，并继续吸引全球投资至BC。”

研究人员从三个野生向日葵种类中排序了超过1,500家植物：普通向日葵（Helianthus Annuus），草原向日葵（Helianthus petiolaris）和Silverleaf向日葵（Helianthus argephyllus）。然后，他们看着遗传变异之间的关联和超过80个特征，它们在整个植物的生长中监测，以及其群体的土壤和气候。结果是迄今为止最大，最全面的演示，迄今为止染色体结构的结构变体重排，这些结构在很大程度上负责在第一个地方创建超级基金 - 在适应和形态方面发挥基本和广泛的作用。

Silverleaf向日葵在沿海屏障群岛（左）比在附近平原（右）生长的植物早期的花朵比较早。

除了超级之外，该研究还确定了许多独立基因，似乎赋予环境的抗性抗野花面，包括干旱，热量和低营养应力。这些独立基因对向日葵育种者的生育者非常宝贵，因为它们开发了可以忍受在未来气候变化下预测的更极端的生长条件的品种。从农业的角度来看，它们提供比超级超级的灵活性。

“因为他们作为一揽子计划，将叠加福利融入耕地向日葵将意味着携带与它相关的有益和有害的性状，”托斯登省说。“虽然超级因素含有几种可能在农业环境中有益的基因，但它们还含有数百个其他基因，其中一些基因可能在作物中可能不那么有益。例如，通过减少产量或改变种子的油含量。“

参考：Marco Todesco，Gregory L. Owens，Natalia Bercovich，Jean-SébastienLégaré，Shaghayegh Soudi，Dylan O. Burge，Katherine L. Ostevik，Emily BM Drummond，Ivana Imerovond，Ivana Imerovski，伊万迪纳德，伊万汉·德拉姆顿，伊万汉·德拉姆顿Lande，Mariana A. Pascal-Robles，Mihir Nanavati，Mojtaba Jahani，Winnie Cheung，S. Evan Staton，StéphaneMuños，Rasmus Nielsen，Lisa A. Donovan，John M. Burke，Sam Yeaman和Loren H. Rieseberg，2020年7月8日，nature.doi：
10.1038 / s41586-020-2467-6