Introgression
Introgression , även känd som introgressiv hybridisering , inom genetik är överföringen av genetiskt material från en art till genpoolen av en annan genom upprepad återkorsning av en interspecifik hybrid med en av dess moderarter. Introgression är en långvarig process, även när den är artificiell; det kan ta många hybridgenerationer innan betydande återkorsning inträffar. Denna process skiljer sig från de flesta former av genflöde genom att den sker mellan två populationer av olika arter, snarare än två populationer av samma art.
Introgression skiljer sig också från enkel hybridisering . Enkel hybridisering resulterar i en relativt jämn blandning; gen- och allelfrekvenser i den första generationen kommer att vara en enhetlig blandning av två föräldraarter, såsom den som observeras hos mulor . Introgression, å andra sidan, resulterar i en komplex, mycket varierande blandning av gener, och kan endast involvera en minimal procentandel av donatorgenomet.
Definition
Introgression eller introgressiv hybridisering är införlivandet (vanligtvis via hybridisering och tillbakakorsning) av nya gener och/eller alleler från ett taxon i genpoolen av ett andra, distinkt taxon. Denna introgression anses vara "adaptiv" om den genetiska överföringen resulterar i en total ökning av mottagartaxonets kondition.
Forntida introgressionshändelser kan lämna spår av utdöda arter i dagens genom, ett fenomen som kallas spökintrogression .
Källa till variation
Introgression är en viktig källa till genetisk variation i naturliga populationer och kan bidra till anpassning och till och med adaptiv strålning . Det kan förekomma över hybridzoner på grund av slump, urval eller hybridzonrörelse. Det finns bevis för att introgression är ett allestädes närvarande fenomen hos växter och djur, inklusive människor, där det kan ha introducerat mikrocefalin D -allelen.
Det har föreslagits att historiskt sett är introgression med vilda djur en stor bidragande orsak till det breda utbudet av mångfald som finns hos husdjur, snarare än flera oberoende domesticeringshändelser.
Introgressiv hybridisering har också visat sig vara viktig i utvecklingen av domesticerade grödor, vilket möjligen ger gener som hjälper till att expandera till olika miljöer. En genomisk studie från New York University Abu Dhabi Center for Genomics and Systems Biology visade att domesticerade dadelpalmsorter från Nordafrika visar introgressiv hybridisering av mellan 5-18 % av dess genom från den vilda kretensiska palmen Phoenix theophrasti till Mellanöstern dadelpalmer P. dactylifera. Denna process liknar också utvecklingen av äpplen genom hybridisering av centralasiatiska äpplen med den europeiska crabapple. Det har också visat sig att indica-ris uppstod när kinesiskt japonica-ris anlände till Indien för cirka 4 500 år sedan och hybridiserade med en odomesticerad proto-indica eller vild O. nivara, och överförde viktiga domesticeringsgener från japonica till indica.
Exempel
Människor
Det finns starka bevis för introgression av neandertalgener och Denisovan -gener i delar av den moderna mänskliga genpoolen.
Fåglar
Gräsand är förmodligen världens mest kapabla fågel att hybridisera med andra ankater, ofta till den grad att dessa arters genetiska identitet försvinner . Till exempel har populationer av vild gräsand avsevärt minskat vilda populationer av Stillahavsankan i Nya Zeeland och Australien genom korsning. [ citat behövs ]
Fjärilar
Ett viktigt exempel på introgression har observerats i studier av mimik i fjärilssläktet Heliconius . Detta släkte omfattar 43 arter och många raser med olika färgmönster. Kongener som uppvisar överlappande distributioner visar liknande färgmönster. Underarterna H. melpomene amaryllis och H. melpomene timareta ssp. nov. överlappning i distribution.
Med hjälp av ABBA/BABA-testet har vissa forskare observerat att det finns cirka 2% till 5% introgression mellan paret av underarter. Viktigt är att introgressionen inte är slumpmässig. Forskarna såg betydande introgression i kromosomerna 15 och 18, där viktiga mimicry loci finns (loci B/D och N/Yb). De jämförde båda underarterna med H. melpomene agalope , som är en underart nära H. melpomene amaryllis i hela genomträd. Resultatet av analysen var att det inte finns något samband mellan dessa två arter och H. melpomene agalope i loci B/D och N/Yb. Dessutom utförde de samma analys med två andra arter med överlappande distributioner, H. timareta florencia och H. melpomene agalope . De visade introgression mellan de två taxa, särskilt i loci B/D och N/Yb.
Slutligen avslutade de sina experiment med fylogenetiska analyser med skjutfönster, och uppskattade olika fylogenetiska träd beroende på de olika regionerna i lokus. När ett lokus är viktigt i färgmönsteruttrycket finns det ett nära fylogenetiskt samband mellan arterna. När platsen inte är viktig i färgmönsteruttrycket är de två arterna fylogenetiskt avlägsna eftersom det inte finns någon introgression vid sådana ställen.
Inhemska arter
Introgression kan ha en betydande inverkan på icke-mänskliga populationer genom hybridisering, till exempel mellan vilda och tama populationer av djur. Detta inkluderar husdjur, som ses hos katter eller hundar .
Växter
Introgression har observerats hos flera växtarter. Till exempel har en irisart från södra Louisiana studerats av Arnold & Bennett (1993) angående den ökade konditionen hos hybridvarianter.
Fisk
Espinasa et al. fann att introgression mellan en ytboende medlemmar av Astroblepus och en troglomorf art, Astroblepus pholeter, resulterade i utvecklingen av tidigare förlorade egenskaper hos avkomman, såsom distinkta ögon och synnerver.
Introgressionslinje
En introgressionslinje (IL) är en växtart som innehåller genetiskt material som artificiellt härrör från en vild släktingpopulation genom upprepad backkorsning. Ett exempel på en samling av IL (kallas ett IL-bibliotek ) är användningen av kromosomsegment från Solanum pennellii (en vild tomatart ) som infördes i Solanum lycopersicum (den odlade tomaten). Linjerna i ett IL-bibliotek täcker vanligtvis donatorns fullständiga genom . Introgressionslinjer gör det möjligt att studera kvantitativa egenskaper loci , men också skapandet av nya sorter genom att introducera exotiska egenskaper .
Linjefusion
Linjefusion är en extrem variant av introgression som är resultatet av sammanslagning av två distinkta arter eller populationer. Detta resulterar så småningom i en enda population som förskjuter eller ersätter föräldraarten i regionen. Viss släktsammanslagning inträffar strax efter att två taxa divergerar eller artar sig, särskilt om det finns få reproduktionsbarriärer mellan linjerna. Det är inte strikt nödvändigt att de två linjerna är nära besläktade, utan snarare har förmågan att producera livskraftiga avkommor.
Se även
Vidare läsning
- Arnold, ML (2007). Evolution genom genetiskt utbyte . New York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-922903-1 .
- Anderson, E. (1949). Introgressiv hybridisering . New York: Wiley.
- Décobert, O. (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
- Eyal Friedman; et al. (2004). "Zooma in på en kvantitativ egenskap för tomatskörd med hjälp av interspecifika introgressioner". Vetenskap . 305 (5691): 1786–1798. Bibcode : 2004Sci...305.1786F . doi : 10.1126/science.1101666 . PMID 15375271 . S2CID 24142071 .
- Rieseberg, LH; Wendel, JF (1993). "Introgression och dess konsekvenser i växter". I Harrison, RG (red.). Hybridzoner och evolutionär process . New York: Oxford University Press. s. 70–109. ISBN 978-0-19-506917-4 .
- Martinsen GD; Whitham RJ Turek; Keim P. (2001). "Hybridpopulationer filtrerar selektivt genintrogression mellan arter". Evolution . 55 (7): 1325–1335. doi : 10.1554/0014-3820(2001)055[1325:hpsfgi]2.0.co;2 . PMID 11525457 .
-
Whitney, KD, Ahern JR, Campbell LG, Albert LP, King MS (2010). "Mönster för hybridisering i växter" (PDF) . Perspektiv i växtekologi, evolution och systematik . 12 (3): 175–182. doi : 10.1016/j.ppees.2010.02.002 .
{{ citera journal }}: CS1 underhåll: flera namn: författares lista ( länk ) ("Förbjuden" - Ingen åtkomst 2015-04-06) Alternativ länk: Patterns of Hybridization in Plants