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Enregistrement W2792839418 · doi:10.1101/254854

Genome-wide selection scans integrated with association mapping reveal mechanisms of physiological adaptation across a salinity gradient in killifish

2018· preprint· en· W2792839418 sur OpenAlexafffund
Reid S. Brennan, Timothy M. Healy, Heather J. Bryant, Man Van La, Patricia M. Schulte, Andrew Whitehead

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2018
Typepreprint
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueFish biology, ecology, and behavior
Établissements canadiensUniversity of British Columbia
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaNational Science Foundation
Mots-clésBiologyFundulusKillifishLocal adaptationGenome-wide association studyEvolutionary biologyAdaptation (eye)PopulationAssociation mappingGenomeSelection (genetic algorithm)GeneticsSingle-nucleotide polymorphismGenotypeGene

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Adaptive divergence between marine and freshwater environments is important in generating phyletic diversity within fishes, but the genetic basis of adaptation to freshwater habitats remains poorly understood. Available approaches to detect adaptive loci include genome scans for selection, but these can be difficult to interpret because of incomplete knowledge of the connection between genotype and phenotype. In contrast, genome wide association studies (GWAS) are powerful tools for linking genotype to phenotype, but offer limited insight into the evolutionary forces shaping variation. Here, we combine GWAS and selection scans to identify loci important in the adaptation of complex physiological traits to freshwater environments. We focused on freshwater (FW)-native and brackish water (BW)-native populations of the Atlantic killifish ( Fundulus heteroclitus ) as well as a population that is a natural admixture of these two populations. We measured phenotypes for multiple physiological traits that differ between populations and that may contribute to adaptation across osmotic niches (salinity tolerance, hypoxia tolerance, metabolic rate, and body shape) and used a reduced representation approach for genome-wide genotyping. Our results show patterns of population divergence in physiological capabilities that are consistent with local adaptation. Selection scans between BW-native and FW-native populations identified genomic regions that presumably aect fitness between BW and FW environments, while GWAS revealed loci that contribute to variation for each physiological trait. There was substantial overlap in the genomic regions putatively under selection and loci associated with the measured physiological traits, suggesting that these phenotypes are important for adaptive divergence between BW and FW environments. Our analysis also implicates candidate genes likely involved in physiological capabilities, some of which validate a priori hypotheses. Together, these data provide insight into the mechanisms that enable diversification of fishes across osmotic boundaries. Author Summary Identifying the genes that underlie adaptation is important for understanding the evolutionary process, but this is technically challenging. We bring multiple lines of evidence to bear for identifying genes that underlie adaptive divergence. Specifically, we integrate genotype-phenotype association mapping with genome-wide scans for signatures of natural selection to reveal genes that underlie phenotypic variation and that are adaptive in populations of killifish that are diverging between marine and freshwater environments. Because adaptation is likely manifest in multiple physiological traits, we focus on hypoxia tolerance, salinity tolerance, and metabolic rate; traits that are divergent between marine and freshwater populations. We show that each of these phenotypes is evolving by natural selection between environments; genetic variants that contribute to variation in these physiological traits tend to be evolving by natural selection between marine and freshwater populations. Furthermore, one of our top candidate genes provides a mechanistic explanation for previous hypotheses that suggest the adaptive importance of cellular tight junctions. Together, these data demonstrate a powerful approach to identify genes involved in adaptation and help to reveal the mechanisms enabling transitions of fishes across osmotic boundaries.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,009
Score d'incertitude au seuil0,017

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,021
Tête enseignante GPT0,226
Écart entre enseignants0,205 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations4
Publié2018
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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