动植物重测序--群体进化

群体进化概念

不同生存条件下的同一物种会因为自然选择、人工驯化、遗传漂变等形成不同的亚种或亚群,群体进化研究就是用来追溯和揭露这个进化过程的。

群体进化研究,利用全基因组或简化基因组重测序技术获得某物种自然群体各亚群的基因组信息,得到大量的SNP、InDel、SV和CNV等变异信息,然后基于SNP/CNV讨论群体的遗传结构、 基因交流情况、物种形成的机制以及群体进化动态等生物学问题。

群体进化的研究目的:a)起源及迁移路线、进化关系,如狗的起源和迁移路线,不同黄瓜群体的分化顺序;b)人工驯化机制及受选择基因,如鸡的驯化;c)适应性进化机制及受选择基因,如藏猪的高原适应性;d)种群历史动态分析,如大熊猫/金丝猴的种群历史。

群体进化材料选择

一般情况下做群体进化分析要求至少3个亚群,每个亚群的个体植物15个动物10个,这都是最少要求的,近些年测序价格下降,分析发文套路化,所以如果只有这么少样本很难发高分文章了,如果有资源建议总的个体数在60以上,当然上百个样本的文章也不少。

材料都是自然群体,a)着重研究种群历史,应查找物种的可能起源地并在不同分布区域进行选材;b)着重研究人工驯化机制,则应选取选取野生型和不同地区的驯化型样本;c)着重研究自然选择机制,则选取生存于不同地理环境下的群体,如不同海拔,不同温度等;d)着重研究起源及迁移路线,则尽可能收集野生种,在全球或全国范围内取样。

测序文库,如果有参经费不紧张用WGS测10x,覆盖度高,能做的分析多;如果无参就只能选择做简化基因组了,但是覆盖度低,可做的分析条目有限。

群体进化分析内容


群体进化分析流程

群体遗传结构指遗传变异在物种或群体中的一种非随机分布。按照地理分布或其他标准可将 一个群体分为若干亚群,处于同一亚群内的不同个体亲缘关系较高,而亚群与亚群之间则亲缘关 系稍远。群体结构分析有助于理解进化过程,并且可以通过基因型和表型的关联研究确定个体所 属的亚群。

选择消除现象(Selective sweep)是由于某一点受到强选择后,其周围位点的多态性因受该位点牵连而发生多态性降低的现象。当某个位点发生突变,突变后的位点因对物种在特定的情况 下有利或者受到了人为的选择,那么该突变位点在群体中的频率必然提高,但是其附近和它处在 同一个单体型或者block 的其他多态性位点同样跟着受到了选择,频率提高,也就是该单体型内的其他多态位点的某一多态型比率大大提高,从而降低了整个周围区域的多态性。可以据此分析来挖掘性状相关基因。


群体选择消除分析

种群历史动态和基因交流分析一般是基于全基因组水平的群体进化进行研究,简化基因组由于是捕获部分区域,所得到的结果不能反应整个基因组的水平,技术上可以实现,但结果可能不太好。

其他的分析条目文末放链接参考。

参考学习:

1、重测序(RADseq)做群体遗传分析套路

2、群体结构分析软件Structure了解和使用

3、群体进化分析入门必名词解释

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