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.2015年4月16日；13（4）：e1002078。
doi:10.1371/journal.pbio.1002078。 eCollection 2015年4月。

双翅目昆虫性染色体的多次转换

Beatriz Vicoso公司 1, 多丽丝·巴赫特罗格 1
附属公司

双翅目昆虫性染色体的多次转换

Beatriz Vicoso公司等人。 公共科学图书馆生物. .

摘要

许多物种群，包括哺乳动物和许多昆虫，都使用异形性染色体来决定性别。双翅目苍蝇，包括果蝇模型，通常具有XY性染色体和由六个染色体臂（五个大杆子和一个小点）组成的保守核型，但表面上相似的核型可能掩盖了性染色体变异的真实程度。在这里，我们对双翅目22个不同科的37种苍蝇进行了全基因组分析，揭示了苍蝇性染色体核型中隐藏的巨大多样性。我们鉴定了十多种不同的性染色体构型，小点染色体被反复用作性染色体，这可能反映了双翅目昆虫祖先的核型。然而，我们确定了具有未分化性染色体的物种，其他物种中的不同染色体取代了点作为性染色体，或者其中多达三个染色体元素并入性染色体，其他物种还具有雌性异型配子（ZW性染色体）。转录组分析表明，剂量补偿在苍蝇中进化了多次，一直是通过上调雄性个体的单个X来实现的。然而，X染色体通常显示男性偏表达的基因缺失，可能反映了性别特异性选择压力。因此，这些物种为以比较的方式研究性染色体生物学提供了丰富的资源，并表明相似的选择力形成了不同蝇类中性染色体的独特进化。

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数字

图1
图1。双翅目昆虫的性染色体，沿着苍蝇系统发育图绘制[13]。
不同的染色体元件（指定的元件A–F）在双翅目不同的科中具有性别连锁（在系统发育过程中用不同的颜色表示）。当元素在我们的候选X支架中过度表达时，根据其雄性/雌性覆盖率（见材料和方法以及S1–S3图），或者如果它们在异配子性中显示出过量的SNPs，则将其归类为X连接（图2和S5）。粗体线表示性染色体在树的特定分支处的转换，并使用简约性进行推断。虚线表示部分Muller元件分离为性染色体的情况（更多详细信息请参见图2和S5、S6和S1表）。生成系统发育的数据可以在文件“S2文本”和“S3文本”中找到。图片由多丽丝·巴赫特罗格绘制。
图2
图2。检测新性别染色体。
A、 B、C类：男性/女性覆盖率与男性中发现的SNPs百分比（男性样本中的SNPs/SNPs总数）的对比米兰达果蝇（A） ，白果蝇（B） 、和黑腹果蝇（C） ●●●●。D类：的neo-X（蓝色）黎巴嫩Scaptorosophila lebanonensis（D） 完全退化；它显示男性相对于女性的表达减少了2倍，但男性SNP没有过量，类似于祖先X。E、 F类：Muller元素fusca霍乱杆菌（E） 和黑森瘿蚊（F） 具有中等水平的男性到女性覆盖率（蓝色）的SNP模式与新衍生的性染色体不一致（没有多余的男性SNP）。G、 H（H）：没有证据表明在红头丽蝇（G） 和阿卜迪塔梅加塞利亚（H） ●●●●。这些线在中位数处相交，并延伸至10%和90%的百分位数。生成此图的数据可在文件“S1数据”和“S2数据”中找到
图3
图3。使用RNA-seq评估直翅目昆虫的剂量补偿：
几种苍蝇X（棕色）和常染色体（灰色）的雌雄比例的对数2。所有箱线图均表示全身男性与女性的比较。使用两种方法来鉴定X连锁和常染色体基因：（1）如果基因的相互作用在D.黑腹果蝇位于对应物种X的Muller元件上，如图1B和C所示，（2）如果基因位于减少雄性/雌性覆盖的支架上，如面板B所示，则基因被归类为X连锁；棕色矩形中的支架被归类为X-连锁；灰色矩形支架被归类为常染色体。第一种分类用于比较面板A中X和常染色体上基因的男女表达比率，第二种分类用于面板C。星号表示X和常基因组上的男女表达比例之间的显著差异：*第页< 0.05, ***第页<0.001，采用Wilcoxon检验估计。生成此图的数据可在文件“S3数据”中找到
图4
图4。X上的表达相对于原-X的表达
（近似于中相应的常染色体值D.黑腹果蝇; 对于D.黑腹果蝇,埃希恩斯用于近似常染色体表达）。女性组织为红色，男性组织为蓝色。点表示中位数，条形表示其近似置信区间（中位数+/-1.57 x IQR/√n个，其中IQR是分位数范围n个样本量；这相当于箱线图的缺口大小）。星号表示X连锁表达相对于祖先水平显著增加或减少：*第页< 0.05, **第页< 0.01, ***第页<0.001，通过使用Wilcoxon检验比较X连锁值和常染色体值进行估计。生成此图的数据可以在文件“S3数据”中找到
图5
图5。X染色体和常染色体上男性和女性偏倚基因的比例
，用于不同组织D.黑腹果蝇（A） ，T小调（B） ，埃希恩斯（C） ，M.析构函数（D） 、和舌蝇（E） ●●●●。在黑腹果蝇,T小调,埃希恩斯、和舌蝇，体组织对应头部；在里面M.析构函数，使用了公开可用的天线读数。星号表示X和常染色体上的男女表达比率存在显著差异：*第页< 0.05, ***第页<0.001，采用Wilcoxon检验估计。生成此图的数据可在文件“S3数据”中找到
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中的注释

  • 永不安定：性染色体频繁变化。
    Wei KH，Barbash DA。 Wei KH等。 《公共科学图书馆·生物》。2015年4月16日；13（4）：e1002077。doi:10.1371/journal.pbio.1002077。eCollection 2015年4月。 《公共科学图书馆·生物》。2015 PMID：25881199 免费PMC文章。
  • 染色体生物学：苍蝇性染色体的多样性进化。
    琼斯B。 琼斯B。 Nat Rev基因。2015年6月；16(6):316-7. doi:10.1038/nrg3952。Epub 2015年5月12日。 Nat Rev基因。2015 PMID：25963374 没有可用的摘要。

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工具书类

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