1月(yuè)(yuè)15日，生(shēng)物多樣性研究領房樹域的權威專業期刊Systematic Biology發表了(le)北師大核桃研究團隊題為(wèi)“幽靈基因漸熱雪滲的檢測需要充分(fēn)利用基因樹拓撲結構和枝長信息”的研車市究論文，在幽靈基因漸滲研究方向上(shàng)所取鄉相得又一(yī)重要進展。
近年來(lái)，關(guān)于雜交（hybr得服idization）和基因漸滲（introgres技她sion）研究取得了(le)巨大進展，“幽靈基因漸滲（ghost i美吧ntrogression）”——來(lái)自于已滅絕的或未采樣的物愛朋種向現(xiàn)存物種的基因流動——已成為(wèi)生(shēng)物多樣性形討員成機制研究的前沿和焦點。然而，準确識别幽靈基因漸滲機務仍然面臨着很大的挑戰，因為(wèi)當前最常用的檢測方法雜票隻利用了(le)基因樹拓撲結構方面的信息，不內姐能(néng)準确識别不同的基因漸滲情景。在本研究中，術從作(zuò)者考慮了(le)在給定物種樹AB|C的前提下(xià)所發生(麗都shēng)的各種基因流情景（圖1a-c），通過數學分(fēn)析和計低到算(suàn)機模拟評估了(le)當前流行的檢測基因漸工照滲的系統發育學方法（phylogenetic科上 methods）的性能(néng)，包括啟發式方法HyDe、Ph廠土yloNet/MPL（或者SNaQ）以及全來船似然（full-likelihood）方法BPP。
圖1. a-c）三種基因漸滲情景；d-f）不同物種間(jiān)基因離事對的溯祖時(shí)間(jiān)分(fēn)布
研究結果表明，依賴于位點模式（site patte懂好rn）或基因樹拓撲（gene-tree topology）的啟發式些們方法均無法有效區分(fēn)幽靈基因漸滲和非姐妹種間(ji月睡ān)基因漸滲（圖2）。其中HyDe由于假定雜交物員林種形成模型，在确定了(le)基因流存在的情況下(xià)會明确地将其推斷為這少(wèi)内流（inflow）漸滲。因而，HyDe僅在内流漸滲情景下鐘冷(xià)表現(xiàn)良好(hǎo)(hǎo)，但(dà畫費n)在外流（outflow）漸滲和幽靈基因窗還漸滲的情景下(xià)，會同時(shí)錯判基因流的湖匠貢獻者和接受者——把外流和幽靈漸滲也(yě)錯誤地判影土斷為(wèi)内流漸滲。PhyloNet/MPL和內開SNaQ同樣會混淆這(zhè)三種基因流情景，既可能(néng訊答)将幽靈基因漸滲錯誤地識别為(wèi)非姐妹種間(ji明火ān)的漸滲，也(yě)可能(néng)将非姐妹種間(jiān)漸制生滲錯判為(wèi)幽靈基因漸滲。相比之下(xià)，基于多序列比對數據的舊妹全似然方法BPP由于同時(shí)考慮了(le)基因樹的拓撲和哥術枝長信息，能(néng)夠準确識别各種基因漸滲拿上情景。全似然法雖然還有PhyloNet軟件包中的MCMC-SEQ法、BE年物AST軟件包中的Species Network法，但(dà樹年n)這(zhè)些(xiē)方法的計算(suàn)量太大而無法應用于系統習數發育基因組學數據集（phylogenomic 國是dataset）。因而對于現(xiàn)實工作(zuò)中如(rú讀得)何進行基因漸滲的檢測，作(zuò)者提出了(le道購)兩步走的工作(zuò)策略：（1）應用常規的快(kuà開花i)速基因流檢測方法（如(rú)D統計量、PhyloNet-M校微PL法、PhyloNetwork-SNaQ法等），确定有制基因流的存在以及可能(néng)涉及的物種（基因流貢獻者和接受者廠小）；（2）選擇與基因流事(shì)件直接相關(guā聽章n)的三個(gè)物種和相應的多位點序列數據集（從讀multilocus sequence data），利用全似然法BPP來(l時海ái)鑒别具體(tǐ)的基因流情景以及基因流的貢獻窗多者（含幽靈支系）和接受者。
圖2. HyDe和PhyloNet/MPL在三種基因漸滲情景下(xià南什)的結果
該研究于2024年1月(yuè)(yuè)15日正式發表在Systematic Biology上(shàng)。Systematic Biology創刊于1952年，是系統生(shēng)物學家學腦窗會的官方期刊，每年發文量隻有80篇左右。北京師範大人亮學2021級生(shēng)态系博士研究生(shēng)龐曉金綠旭為(wèi)該論文的第一(yī)作(z舊村uò)者，張大勇教授為(wèi)通訊作(zuò)者。本文是繼2023年1月(yuè)(yuè)首次在Systematic Biology上(shàng)發表幽靈基因漸滲對物種樹推斷和分(fē機雪n)化(huà)時(shí)間(jiān)估計影響的論文年服之後，在幽靈基因漸滲研究方向上(shàng)所取得的又一(yī)重短視要進展。該研究得到了(le)國家自然科學基金(jīn)項目（31421063冷理、32170223）、“111”高校(xiào)學科創新(xīn)引智計劃舊土項目（B13008）、北京市(shì)“地表老是過程”高精尖項目以及國家重點研發計劃項目（2017YFA0605104）笑不的支持。