Adaptive epigenetic divergence can facilitate ecological speciation.
研究背景
基因流会减少环境选择带来的遗传分化，阻碍物种形成。但环境诱导的表观遗传标记可在有基因流时让种群保持分化，所以表观遗传变异或许能在基因流条件下推动物种形成。本文通过模型研究不同迁移率下，表观遗传变异对生殖隔离（RI）的影响，以及环境诱导和跨代传递对RI的作用。
方法速览
采用确定性模拟递归方程的方法，模拟不同环境诱导和跨代传递程度下，表观遗传位点产生RI的情况，评估不同迁移率、重组率和分化选择强度下，表观遗传位点与遗传位点的RI能力。
主要发现
- 表观遗传变异影响表观遗传分化：迁移率和选择作用弱时，表观遗传分化取决于中性表观突变和环境诱导的平衡。中性表观突变降低分化，环境诱导增加分化。迁移率高，表观遗传分化减少；选择作用强，分化增加。
- 表观突变打破连锁不平衡：表观突变通过影响表观遗传分化和加速连锁不平衡（LD）丢失来影响RI。低迁移率下，低重组率和高跨代传递率利于维持LD，增强RI。跨代传递对LD的维持比重组更重要，表观突变会减弱RI。
- 中性表观突变削弱生殖隔离：中性表观突变降低RI强度，有它的表观遗传位点产生的RI低于遗传位点。
- 环境诱导维持高迁移率下的生殖隔离：高迁移率时，更强的环境诱导增加RI强度。纯环境诱导产生的RI比同等分化选择下的遗传位点强。
- 强选择是环境诱导产生实质性生殖隔离的必要条件：选择作用弱时，除非跨代传递接近完美，否则RI有限。只有跨代传递高、迁移率低且重组率低，表观遗传位点才能在弱分化选择下产生实质性RI。
- 非理想化的环境诱导：中性表观突变和环境诱导组合会减弱RI，高表观突变率下更明显，负向适应性表观突变会更严重减少RI。
- 地理隔离和二次接触：地理隔离使跨代传递对RI影响更大。中性表观突变降低二次接触时的RI，适应性诱导增加表观遗传位点的分化速度。短时间地理隔离可增强表观遗传位点的RI，但随时间推移，遗传位点最终成最强基因流屏障。
总结展望
本文首次系统研究不同迁移率下表观遗传变异对RI的影响，提出通用RI模型。不过模型假设表观遗传状态独立于遗传变异，部分参数实际应用中可能有较大变异，需实证研究验证预测。