群體進(jìn)化?您了解嗎?|群體進(jìn)化分析常見問題集錦

1. 群體進(jìn)化研究主要能獲得什么結(jié)果?

通過群體進(jìn)化研究,我們不但可以獲知群體的系統(tǒng)發(fā)育過程,還能夠挖掘到受選擇的功能基因以及揭示種群的歷史動態(tài)。

(1)群體遺傳多樣性: 通過系統(tǒng)進(jìn)化樹、主成分分析和群體結(jié)構(gòu)分析等多種分析方法相互驗(yàn)證,準(zhǔn)確地對各亞群的親緣關(guān)系及分化情況進(jìn)行分析,為研究群體的進(jìn)化歷史提供科學(xué)依據(jù)。

(2)基因交流情況 :通過研究各亞群遺傳物質(zhì)的來源及比重,對各亞群的基因交流情況進(jìn)行探索,并對各亞群可能的遷移路線進(jìn)行推測,為揭示群體的表型多樣性提供科學(xué)依據(jù)。

(3)功能基因挖掘:通過群體選擇分析能夠探究各亞群的多態(tài)性和分化程度,并挖掘到與重要性狀相關(guān)的功能基因,對農(nóng)業(yè)育種工作起到重要指導(dǎo)作用。

(4)群體進(jìn)化動態(tài)分析:根據(jù)基因組變異信息,推測不同亞群的分化時間,估計有效群體大小在進(jìn)化過程中的變化情況,為探討各亞群間的形成和進(jìn)化規(guī)律以及珍惜物種的保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

2. 如何推斷研究材料可能已經(jīng)有亞群分化?

亞群分化主要與兩個因素有關(guān):

1)地域差異:長久的地域差異,例如歐亞大陸差異、高山等可以體現(xiàn)局部適應(yīng)性,或者研究材料為當(dāng)?shù)靥赜衅贩N,很有可能是一個亞群。

2)品系差異:詢問品系形成的時間,強(qiáng)的人工馴化條件下,一般70年足夠形成一個品系。

3. 如何推薦測序深度?

綜合考慮項(xiàng)目的成本及結(jié)果的準(zhǔn)確性,建議群體進(jìn)化研究的測序深度不低于10X。隨著測序成本降低及分析方法成熟,高深度測序應(yīng)用越來越普遍,高深度測序可以有以下思路:

a)對于某些亞群的關(guān)鍵個體可以進(jìn)行50X高深度測序,建立該群體高質(zhì)量變異數(shù)據(jù)庫,進(jìn)行CNV等大結(jié)構(gòu)變異檢測;

b)或者對群體的每個個體加深測序深度(30X)進(jìn)行基于CNV的選擇消除分析等,來挖掘大結(jié)構(gòu)變異導(dǎo)致的進(jìn)化及性狀形成機(jī)制。

c)當(dāng)樣本量少時,也可以對每個個體進(jìn)行100X高深度測序,采用全基因組組裝進(jìn)行群體進(jìn)化分析。

4. 進(jìn)行群體進(jìn)化的群體選擇標(biāo)準(zhǔn)?

某物種的各個亞群,如野生種與馴化種、地理亞群等,每個亞群間劃分明顯,同一亞群內(nèi)的個體有一定代表性。如研究馴化機(jī)制,則需要選取野生型、馴化型樣本;如研究適應(yīng)性進(jìn)化,則需要選取不同地理環(huán)境,不同海拔高度的樣本;如研究種群歷史,需要在物種的可能起源地以及各個分布區(qū)域進(jìn)行選材。

5. 什么是群體遺傳結(jié)構(gòu)?

群體遺傳結(jié)構(gòu)指遺傳變異在物種或群體中的一種非隨機(jī)分布。按照地理分布或其他標(biāo)準(zhǔn)可將一個群體分為若干亞群,處于同一亞群內(nèi)的不同個體親緣關(guān)系較高,而亞群與亞群之間親緣關(guān)系則稍遠(yuǎn)。群體結(jié)構(gòu)分析有助于理解進(jìn)化過程,并且可以通過基因型和表型的關(guān)聯(lián)研究確定個體所屬的亞群。

6. 什么是群體主成分分析?

主成分分析(PCA)是一種純數(shù)學(xué)的運(yùn)算方法,可以將多個相關(guān)變量經(jīng)過線形轉(zhuǎn)換選出較少個數(shù)的重要變量。PCA應(yīng)用到很多學(xué)科,在遺傳學(xué)當(dāng)中,主要用于聚類分析,它是基于個體基因組SNP差異程度,按照不同性狀特征將個體按主成分聚類成不同的亞群,同時用于和其它方法做相互驗(yàn)證。

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