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导言
众所周知,奇努克鲑鱼会在一年中的两个不同时间洄游产卵:春季和秋季。在这段时间里返回的个体通常被称为不同群体或生态型的一部分,其特定时机特征和推测的差异是由于缺乏杂交造成的。来自Science的一篇封面文章,通过分析两种鲑鱼种群的基因组,研究人员发现,单个感兴趣的基因组区域与迁徙时间几乎完美关联,但与其他特征(例如性成熟和脂肪储备)却没有完全关联。此外,他们得出结论,该区域作为孟德尔性状运作,分类决定了迁徙时间和相关表型是由迁徙环境而不是遗传引起的。奇努克鲑鱼以春季的早期移民或秋季的晚期移民返回产卵。这种重要的生活史变异受单个遗传区域的控制主要研究
遗传学中一个常见的假设是,复杂的性状受许多基因的影响,每个基因的影响很小。然而,越来越多的例子表明,单个基因或基因区域可能对表型性状产生强烈影响。性状的遗传结构对性状如何遗传以及在保护的背景下如何观察性状变异具有影响。近期的Science杂志封面文章研究了奇努克鲑鱼迁徙时间的遗传基础,发现时间受单个基因组区域控制,该区域包含两个基因,即GREB1L(类似于GREB1的视*酸受体共激活因子)和ROCK1(与Rho相关的含有螺旋蛋白的卷曲螺旋)。该区域的遗传变异包括单核苷酸多态性(SNP)和短序列重复,它们一起形成了独特的单倍群,并与连锁的等位基因一起有效地充当了小的超基因。奇努克鲑鱼完成了其海洋迁徙,并以早期移民(通常称为春季或夏季运行的奇努克)或晚期移民(通常称为秋季或晚秋运行的奇努克)的形式返回河流产卵。尽管返回时间有所不同,但每种类型的个体在相对相似的时间产卵,春季迁徙的鲑鱼在产卵前会留在溪流中几个月,而秋季迁徙的鲑鱼在返回溪流后很快就会产卵。迁徙时间的差异可能与许多特征有关,包括体型,脂肪含量,产卵时间的差异以及在许多情况下使用不同的栖息地。春季迁徙的鲑鱼因脂肪含量高而备受垂钓者的青睐。当其他鲑鱼不在溪流中时,这些鱼还可以作为捕食者的食物来源,还可以将海洋来源的营养物质输送到秋季迁徙鲑鱼无法进入的上游栖息地中,从而发挥重要的生态功能。不幸的是,许多地区春季迁徙的奇努克鲑鱼受到威胁甚至绝种。对迁徙时间的遗传基础的理解可以阐明最适合保护和恢复受威胁群体的保护行动。先前的研究确定了一个与迁徙时间相关的小基因组区域。然而,这些研究检查了基因组的子集,排除了具有中间迁徙时间的个体,或使用了无法重建单个单倍型的混池基因组重测序。本项新研究回答了多个无法绕开的问题,包括与时间差异以及不同迁徙类型之间的基因流动(交配)程度有关的遗传变异。Figure1两种奇努克鲑鱼等位基因频率的差异分析尽管在春季和秋季的奇努克群体中均观察到种群数量下降,但春季的奇努克族群的下降尤为明显,至少部分原因是栖息地退化。春季鲑鱼会在产卵前几个月返回淡水,并在夏季依靠冷水池生存。这使得它们特别容易受到人为改变的影响,这些会改变夏季的水流量或升高水温,例如伐木,采矿,引水和筑坝。在发现GREB1L-ROCK1基因组区域影响迁徙时间之前,研究人员指出,沿海排水系统中的春季和秋季迁徙种群通常在遗传上密切相关。由此得出结论,迁徙时间已经独立地发展了许多次,并且推论了失去的特定迁徙时间特征可能会重新发展。然而,本文关于GREB1LROCK1区域的研究表明,种群中春季迁徙等位基因的丧失等同于春季迁徙性状的丧失,并且通过突变使该性状重新进化的可能性极小。这个结论提出了一个明显的问题:秋季迁徙的奇努克群体能否充当春季迁徙等位基因的储库,从而使具有春季迁徙表型的个体在秋季迁徙的种群中重新出现?迄今为止,有两项研究已经深入研究过这个问题。两者都发现,春季迁徙的等位基因在秋季迁徙群体中非常罕见或不存在。这表明恢复绝种的春季迁徙种群可能需要自然移民或自然干预。鲑鱼种群的恢复工作经常引起人们的