关于Ptychobarbus Kaznakovi和P. leptosomus的适应性分化、历史人口动态以及栖息地适宜性的全基因组研究

《BMC Genomics》：Genome-wide insights into adaptive divergence, historical demography, and habitat suitability of Ptychobarbus Kaznakovi and P. leptosomus

本研究通过GBS-SNP技术分析揭示，Ptychobarbus leptosomus为独立物种，其与P. kaznakovi存在基因流，且二者分化受Shaluli山构造事件和第四纪气候振荡驱动，适应性基因如gldc、cyp51等富集于糖代谢与生长激素通路，为高山峡谷水环境适应提供分子基础。

　　

摘要

背景

我们2024年的研究表明，Ptychobarbus leptosomus是一个新物种，仅分布于雅砻江（金沙江最大的支流）中。历史上，P. leptosomus被归类为P. kaznakovi，后者生活在金沙江中。迄今为止，P. leptosomus和P. kaznakovi的进化历史和种群动态尚未得到研究。在本研究中，这两种物种具有相似的形态特征，这可能反映了它们之间的基因流动。我们利用基因组测序（GBS）技术获取了全基因组单核苷酸多态性（SNP）标记，进而用于评估种群结构、种群动态和适应性分化。

结果

基于SNP的系统发育和种群结构分析表明，P. leptosomus是一个独立的物种。此外，P. kaznakovi与P. chungtienensis的关系更为密切，这与它们的地理分布一致。研究还发现，从P. kaznakovi和P. chungtienensis分支到P. dipogon存在明显的基因流动。历史种群动态分析显示，沙鲁里山脉的构造事件和第四纪气候波动对这两种物种的当前分布模式产生了重要影响，它们都经历了类似的种群收缩和扩张过程。局部适应促进了P. leptosomus和P. kaznakov之间的分化。基因型与环境关联分析表明，有35,654个SNP与环境因素相关，主要涉及对降水季节性和温度季节性的适应。选择性消除分析显示，被选中的基因主要与糖胺聚糖生物合成与代谢以及生长激素的合成、分泌和作用有关（如glycine decarboxylase (gldc)、cyp51、igf-1和tnf-α等基因），这些基因有助于P. leptosomus和P. kaznakov更好地适应沙鲁里山脉高山和山谷的水环境。

结论

本研究强调了地质和环境变化在塑造P. kaznakovi和P. leptosomus的种群历史和进化过程中的重要作用，加深了我们对Ptychobarbus物种分类的理解，并为未来的物种保护工作提供了依据。