Page 66 - 《广西植物》2022年第10期
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Ｇｕｉｈａｉａ Ｏｃｔ. ２０２２ꎬ ４２(１０): １６８４－１６９３
ＤＯＩ: １０.１１９３１/ ｇｕｉｈａｉａ.ｇｘｚｗ２０２２０３０２１
焦贝贝ꎬ 王希胤. 基于 Ｋｓ 分布的被子植物演化的时间尺度研究 [Ｊ]. 广西植物ꎬ ２０２２ꎬ ４２(１０): １６８４－１６９３.
ＪＩＡＯ ＢＢꎬ ＷＡＮＧ ＸＹ. Ｔｉｍｅｓｃａｌｅ ｏｆ ａｎｇｉｏｓｐｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｋｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ [Ｊ]. Ｇｕｉｈａｉａꎬ ２０２２ꎬ ４２(１０): １６８４－１６９３.
基于 Ｋｓ 分布的被子植物演化的时间尺度研究
焦贝贝ꎬ 王希胤 ∗
( 华北理工大学 生命科学学院ꎬ 河北 唐山 ０６３２１０ )
摘 要: 物种演化时间估算是生命演化研究的重要部分ꎮ 近年来ꎬ许多研究发现由于不同基因和不同物种的
进化速率差异显著ꎬ因此需要新的方法对进化事件发生时间进行重新估计ꎮ 为了对被子植物演化时间的重新
估计ꎬ该研究基于共享多倍化事件或共享分歧事件应该有共同同义突变率(Ｋｓ)峰值的理念ꎬ建立了基于基因
组数据的进化速率矫正模型ꎮ 结果表明:(１)对获取 Ｋｓ 分布三种常见方式进行比较分析ꎬ明确了通过提取共
线性区块上 Ｋｓ 值的中位数的方式最优ꎮ (２)模拟了 Ｋｓ 值随时间累积系数(ｖ)变化过程下的 Ｋｓ 分布ꎬ当假设
ｖ 服从正态分布时ꎬＫｓ 分布出现了长尾现象ꎮ (３)将矫正方法应用到被子植物中ꎬ发现不同谱系的被子植物具
有同步的辐射进化和适应性进化现象ꎮ 并且ꎬ被子植物的进化速率虽然差异显著ꎬ但不同分支间的进化速率
仍具有部分一致性ꎬ如木兰类植物进化速率最慢ꎬ真双子叶植物次之ꎬ单子叶植物进化速率最快ꎮ 最终得到了
相对可靠的物种同义突变率演化时间轴ꎬ为植物研究提供了系统发育和演化的支撑ꎮ
关键词: 同义突变率(Ｋｓ)分布ꎬ 被子植物ꎬ 时间矫正ꎬ 系统发育树ꎬ 进化速率
中图分类号: Ｑ９４１ 文献标识码: Ａ 文章编号: １０００￣３１４２(２０２２)１０￣１６８４￣１０
Ｔｉｍｅｓｃａｌｅ ｏｆ ａｎｇｉｏｓｐｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｋｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
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ＪＩＡＯ Ｂｅｉｂｅｉꎬ ＷＡＮＧ Ｘｉｙｉｎ
( Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ Ｔａｎｇｓｈａｎ ０６３２１０ꎬ Ｈｅｂｅｉꎬ Ｃｈｉｎａ )
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｓｃａｌｅ ｏｆ ｓｐｅｃｉｅｓ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒｔ ｏｆ ｌｉｆｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｓｔｕｄｙ. Ｉｔ ｉｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ
ａｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｒａｔｅｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｅｎｅｓ ａｎｄ ｓｐｅｃｉｅｓ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓꎬ ｗｈｉｃｈ ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ ｔｈｅ
ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｃｌｏｃｋ ｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓ ｔｏ ａ ｇｒｅａｔ ｅｘｔｅｎｔ. Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅꎬ ｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｎｅｅｄｅｄ ｔｏ ｒｅ￣ｅｓｔｉｍａｔｅ ｔｈｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ ｅｖｅｎｔ
ｔｉｍｅ. Ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｇｅｎｏｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｏｆ ａｎｇｉｏｓｐｅｒｍｓ ｍａｋｅｓ ｉｔ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｔｏ ｅｓｔｉｍａｔｅ ｔｈｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ ｔｉｍｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ
ｇｅｎｏｍｅ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ. Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅ￣ｅｓｔｉｍａｔｅ ｔｈｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｏｆ ａｎｇｉｏｓｐｅｒｍｓꎬ ａｎ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｂａｓｅｄ
ｏｎ ｇｅｎｏｍｉｃ ｄａｔａ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｉｄｅａ ｔｈａｔ ｓｈａｒｅｄ ｐｏｌｙｐｌｏｉｄｙ ｅｖｅｎｔｓ ｏｒ ｓｈａｒｅｄ ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ ｅｖｅｎｔｓ ｓｈｏｕｌｄ
ｈａｖｅ ｔｈｅ ｓａｍｅ Ｋｓ ｐｅａｋ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｔｈｒｅｅ ｃｏｍｍｏｎ ｗａｙｓ ｔｏ ｏｂｔａｉｎ Ｋｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ
ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄꎬ ｗｈｉｃｈ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｗａｙ ｗａｓ ｔｏ ｅｘｔｒａｃｔ ｔｈｅ ｍｅｄｉａｎ ｏｆ Ｋｓ ｖａｌｕｅｓ ｏｎ ｃｏｌｌｉｎｅａｒ ｂｌｏｃｋｓ. (２) Ｔｈｅ
ｃｈａｎｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｋｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｗａｓ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｉｍｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ( ｖ) ｏｆ Ｋｓ ｖａｌｕｅｓ. Ｗｈｅｎ ｖ ｗａｓ
收稿日期: ２０２２－０４－１７
基金项目: 国家自然科学基金(３２０７０６６９) [Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ(３２０７０６６９)] ꎮ
第一作者: 焦贝贝(１９９２－)ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事比较基因组学研究ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｊｉａｏｂｅｉｂｅｉ０１２６＠ ｇｍａｉｌ.ｃｏｍꎮ
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通信作者: 王希胤ꎬ博士ꎬ教授ꎬ主要从事比较基因组学研究ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｗａｎｇｘｉｙｉｎ＠ ｖｉｐ.ｓｉｎａ.ｃｏｍꎮ
