The evolutionary history of Xiphophorus fish and their sexually selected sword: a genome-wide approach using restriction site-associated DNA sequencing

Streszczenie:

" Techniki sekwencjonowania nowej generacji (NGS) są obecnie kluczowymi narzędziami w wykrywaniu różnic genomowych populacji i ekspresji genów u szerokiej gamy organizmów. Jednak dotychczas niewiele badań wykorzystało takie dane do szacowania filogenezy. W niniejszej pracy używamy danych NGS uzyskanych z DNA związanego z miejscami restrykcyjnymi (RAD) w całym genomie (~66 000 SNP) do oszacowania relacji filogenetycznych między wszystkimi 26 gatunkami mieczyków i platkowców (rodzaj Xiphophorus) z Ameryki Środkowej. Wcześniejsze badania, oparte zarówno na sekwencjach, jak i na morfologii, różniły się w swoich wnioskach dotyczących relacji ewolucyjnych w tym rodzaju, szczególnie na poziomie gatunku i między grupami monofiletycznymi. Pokazujemy, że używając dużej liczby markerów w całym genomie, możemy wnioskować o relacjach filogenetycznych z niespotykaną dotąd rozdzielczością dla tego rodzaju. Relacje między wszystkimi trzema głównymi kladami i gatunkami w każdym z nich są wysoce rozstrzygnięte i spójne w analizach maksymalnego prawdopodobieństwa, inferencji bayesowskiej i maksymalnej parsymonii. Podkreślamy jednak również obecne zastrzeżenia dotyczące tego typu danych i analiz. Ten rodzaj wykazuje szczególnie interesującą historię ewolucyjną, w której co najmniej dwa gatunki mogły powstać w wyniku zdarzeń hybrydyzacyjnych. Tutaj jesteśmy w stanie wywnioskować linie ojcowskie tych domniemanych gatunków hybrydowych. Wykorzystując drzewo oparte na markerach RAD, rekonstruujemy historię ewolucyjną cechy „miecza”, wybranej płciowo, i pokazujemy, że mogła być obecna u wspólnego przodka rodzaju. Łącznie nasze wyniki podkreślają niezwykłą zdolność danych RAD do rozwiązywania wcześniej problematycznych relacji filogenetycznych, szczególnie między stosunkowo blisko spokrewnionymi gatunkami. "