作為這項(xiàng)工作的一部分，吉布斯的組分實(shí)驗(yàn)室首次對(duì)東馬薩索加響尾蛇的基因組進(jìn)行了測(cè)序，由于濕地棲息地的析顯性的性的性喪失和破碎，東馬薩索加響尾蛇在2016年被列入瀕危物種法案下受到威脅。遺傳信用:uux.cn/斯科特·馬丁
（神秘的多樣地球uux.cn）據(jù)俄亥俄州立大學(xué)（艾米麗·考德威爾）：在受威脅和瀕危物種保護(hù)的世界里，基因組革命提出了一些復(fù)雜的聯(lián)系問(wèn)題:既然可以測(cè)序，科學(xué)家如何證明在不咨詢整個(gè)基因組的蛇的示中情況下評(píng)估物種遺傳多樣性是合理的？但是話說(shuō)回來(lái)，當(dāng)古老的基因間中性遺傳多樣性測(cè)量方法更便宜、更容易獲得時(shí)，組分科學(xué)家如何證明基因組測(cè)序的析顯性的性的性時(shí)間和費(fèi)用是合理的呢？
一項(xiàng)新的研究表明，出于物種保護(hù)的遺傳目的，從“舊學(xué)派”遺傳學(xué)向“新學(xué)派”基因組學(xué)的多樣轉(zhuǎn)變可能并不是在所有情況下都是必要的。
研究人員通過(guò)分析90條東馬薩索加響尾蛇全序列基因組中的聯(lián)系基因變異，發(fā)現(xiàn)了他們檢測(cè)到的蛇的示中功能性遺傳多樣性，這與不含蛋白質(zhì)編碼基因的相同基因組的廣泛部分中看到的中性遺傳多樣性密切相關(guān)——類似于歷史上用于評(píng)估遺傳多樣性的遺傳物質(zhì)類型。
“如果我們擔(dān)心群體的遺傳健康，中性多樣性可以給我們一個(gè)很好的答案，就像長(zhǎng)期以來(lái)一直爭(zhēng)論的那樣。俄亥俄州立大學(xué)進(jìn)化、生態(tài)學(xué)和有機(jī)體生物學(xué)教授、該研究的資深作者H. Lisle Gibbs說(shuō)。
“希望對(duì)于許多生活在小規(guī)模孤立種群中的其他小物種來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)好消息，因?yàn)槭褂帽热蚪M測(cè)序便宜得多且更容易獲得的技術(shù)來(lái)測(cè)量中性遺傳多樣性，可以為我們提供關(guān)于它們遺傳健康的重要信息。”
研究結(jié)果發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上。
在一個(gè)小的、孤立的動(dòng)物(或植物)群體中評(píng)估遺傳多樣性的目的是了解其成員通過(guò)“好的”突變適應(yīng)不斷變化的條件的能力，并確定對(duì)保護(hù)措施的需求水平，這將使他們有機(jī)會(huì)繼續(xù)戰(zhàn)斗。其他物種被認(rèn)為受到威脅或?yàn)l臨滅絕，因?yàn)榘l(fā)生在小種群中的近親繁殖預(yù)計(jì)會(huì)讓破壞性(“壞”)基因突變堆積起來(lái)，降低物種生存的機(jī)會(huì)。
歷史上，遺傳多樣性是通過(guò)搜索與蛋白質(zhì)編碼基因無(wú)關(guān)的易于測(cè)量的DNA區(qū)域來(lái)估計(jì)的。這些區(qū)域更高水平的多樣性表明編碼蛋白質(zhì)的基因有更多的遺傳變異——這是一個(gè)跡象，但不是確鑿的證據(jù)，表明該物種的基因正在發(fā)生變化，以適應(yīng)未來(lái)的環(huán)境變化。
“有了基因組信息，我們現(xiàn)在第一次可以在整個(gè)基因組中尋找特定基因的特定變異，這是我們以前從未能夠做到的。這就是我們能夠做到的，”吉布斯說(shuō)。“不能指望對(duì)每一個(gè)物種都這樣做——那樣成本太高，也不可能。所以我們?cè)噲D提供一個(gè)模型，告訴人們?nèi)绾卧谌魏螢l危物種中做這些事情。”
作為這項(xiàng)工作的一部分，吉布斯的實(shí)驗(yàn)室首次對(duì)東馬薩索加響尾蛇的基因組進(jìn)行了測(cè)序，由于濕地棲息地的喪失和破碎，東馬薩索加響尾蛇在2016年被列入瀕危物種法案下受到威脅。然后，他們將其中的90個(gè)序列與10條西部馬薩索加響尾蛇的基因組序列進(jìn)行了比較，這是一種常見(jiàn)的物種，沒(méi)有繁殖機(jī)會(huì)和大量種群的限制。
在這項(xiàng)研究中，研究人員利用該分析創(chuàng)建了兩個(gè)“盒子”，用于對(duì)東馬薩索加功能性突變進(jìn)行分類:在馬薩索加身上看到的基因變化要么意味著強(qiáng)陽(yáng)性選擇，因此包含有益的突變，要么意味著強(qiáng)陰性選擇，因此包含有害的突變。作為比較，他們指定為中性的區(qū)域由遠(yuǎn)離功能基因的基因組部分組成。
“這就是我們的三種變異。吉布斯說(shuō):“預(yù)測(cè)是，如果測(cè)量中性變異是準(zhǔn)確的，那么如果有很多中性變異，那么人群中應(yīng)該有很多好的變異，而不是很多壞的變異。”。“這是因?yàn)樵诖笕后w中，自然選擇是有效的，導(dǎo)致所有不好的東西被清除，好的東西被保留。
“但當(dāng)種群縮小時(shí)，糟糕的事情就會(huì)發(fā)生，因?yàn)檫z傳漂變和隨機(jī)過(guò)程開(kāi)始變得重要，并干擾自然選擇如何有效地清除事物，允許壞突變?cè)黾宇l率或保持好突變的高頻率。這就是我們關(guān)于人口規(guī)模如何影響進(jìn)化如何作用于這兩種突變的模型。”
他說(shuō)，對(duì)這一發(fā)現(xiàn)有一個(gè)警告，他們還表明，中性遺傳多樣性對(duì)預(yù)測(cè)未來(lái)可能不是很有用，因?yàn)槲锓N的基因中尚未捕捉到地面條件。
“當(dāng)我們研究我們?cè)谧匀唤缈吹降亩鄻有阅Ｊ綍r(shí)，我們看到的是我稱之為過(guò)去許多代進(jìn)化的幽靈。但在過(guò)去的200年里，人類已經(jīng)開(kāi)始產(chǎn)生影響，所以當(dāng)你進(jìn)行遺傳學(xué)和保護(hù)時(shí)，你必須意識(shí)到這種滯后，”他說(shuō)。“這些模式可能不再與未來(lái)將要發(fā)生的事情相關(guān)。你仍然可以使用中性變量，但要注意，它可能不像過(guò)去那樣具有預(yù)測(cè)性。”
合著者包括前俄亥俄州博士后學(xué)者Samarth Mathur和密歇根大學(xué)的Andrew Mason和Gideon Bradburd。