Колобок 80 нуждин: Главная — НУЖДИН TEAM80 — lsuzu.ru — Последние новости автобазара и авто продажи

Содержание

О нас — НУЖДИН TEAM80

История коллектива ТЕАМ80

Производственная карьера А.М.Нуждина

1973-1980 гг — Испытатель двигателей 6 разряда МСП АВТОВАЗ
1980-1982 гг — Водитель — испытатель (Бюро форсированных испытаний УГК АВТОВАЗ)
1980-1985 гг — Служба в рядах СА Южная группа войск тренер-спортсмен
1986-1989 гг — Испытатель двигателей ЛСГА (Лаборатория спортивных гоночных автомобилей)
1989-2011 гг — ИПК Колобок

Спортивная карьера А.М.Нуждина

1973 г — Самый молодой участник первой Серебряной Ладьи
1976 г — Дебютное выступление на автомобильных кольцевых гонках
1977 г — Участник Чемпината Российской федерации (4 место) и Чемпионата СССР (6 место) по АКГ в классе А5 (1600 см3)
1978 г — Бронзовый призер Чемпионата РСФСР и серебряный призер Чемпионата СССР по АКГ в классе А5
1979 г — Серебряный призер Чемпионата РСФСР и призер Чемпионата СССР по АКГ в международном классе А2 (1300 см3)
1980 г — Чемпион РCФСР и СССР по АКГ в международном классе А2 (1300 см3)
1981 г — Пятое место в личном и первое в командном зачете розыгрыша Кубка Дружбы социалистических стран в классе 1600 см3. Серебряный призер Чемпионата РСФСР по АКГ.
1982 г — Чемпион СССР по АКГ в классе А5 1600 см3. Чемпион ВС СССР. Серебряный призер Чемпионата РСФСР.
1984 г — Чемпион Вооруженных сил СССР в классе 1600 см3. Вице-чемпион Вооруженных сил СССР в классе 1300 см3. Бронзовый призер Чемпионата Вооруженных сил по кроссу в классе 1600 см3.
1985 г — Вице-чемпион Вооруженных сил СССР в классе 1600 см3. Вице-чемпион Вооруженных сил СССР в классе 1300 см3. Серебряный призер Чемпионата РСФСР в классе 1600 см3. Четвертое место по итогам Чемпионата СССР в классе 1600 см3.
1979-1981 гг — Член сборной команды СССР по автомобильным кольцевым гонкам. Мастер спорта международного класса.
1986-1989 гг — Старший механик на выезде в ЛСГА (сборная ВАЗа).

Спортивная карьера С.А.Нуждина

1991г-Чемпион Куйбышевской области по картингу (класс Пионер)

1993г-Чемпион Куйбышевской области по картингу (класс Юниор)

1994г-Вице-чемпион Кубка России по картингу (класс Юниор)

1994-1999 гг — Успешно окончил Тольяттинский Политехнический университет с дипломом Инженера-механика по специальности Двигатели внутреннего сгорания.

1999г- Вице-чемпион Кубка России по АКГ в личном зачете в классе «Кубок Лада»

1999г- Обладатель Кубка России по АКГ в командном зачете в классе «Кубок Лада»

2002г- Бронзовый призер Чемпионата России по АКГ в классе «Туринг»

2005г- Бронзовый призер Чемпионата России по АКГ в классе «Туринг»

2003г- Вице-чемпион России по АКГ в классе «Супертуризм»

2003г- Бронзовый призер Кубка России по АКГ в классе «Супертуризм»

2007г- Вице-чемпион России по АКГ в классе «Туринг-лайт»

2008г- Вице-чемпион России по АКГ в классе «Туринг-лайт»

2010г- Создание команды «ПСМ-ТЕАМ80»

2011г- Руководитель команды «ПСМ-ТЕАМ80» и участник Чемпионата России по АКГ в классе «Туринг-лайт»

2012г-Чемпионы России в командном зачете » ПСМ-ТЕАМ80″ по АКГ в классе «Туринг-лайт»

2012г- Участник Чемпионата России по АКГ на автомобиле Приора S2000 в классе «Туринг»

2013г-Руководитель команды ПСМ-ТЕАМ80

2013г- Руководитель команды ПСМ-ТЕАМ80 в Чемпионате России по АКГ в классе «Туринг-Лайт»и участник Чемпионата России по АКГ в классе «Туринг»

2014г — Руководитель команды ПСМ-ТЕАМ80 в Чемпионате России по АКГ в классе «Туринг-лайт» и «Национальный»

2015г — Руководитель команды ПСМ-ТЕАМ80 в Чемпионате России по АКГ, треку в классах Туринг-лайт, N1600, «Национальный».

2016г — Руководитель команды ПСМ-ТЕАМ80 в Чемпионате России в РСКГ, треку в классах Туринг-лайт, N1600, «Национальный».

2017г — Руководитель команды REDMOND DRIVE в Кубке России РСКГ в классе «Национальный».

2018г -Руководитель команды FEREKS Racing Team в Кубке России класс Национальный.

2019г — руководитель команда RAVON Racing Team в Чемпионате России в классе Туринг Лайт

Спортивные распредвалы Нуждин Колобок в Киеве от компании «ТоргМаш-UA».

по порядкупо росту ценыпо снижению ценыпо новизне

2 040 грн.
2 040 грн.
2 090 грн.
2 040 грн.
2 040 грн.
2 283 грн.
2 283 грн.
2 283 грн.
4 235 грн.
4 235 грн.
4 235 грн.
5 115 грн.
5 115 грн.
4 235 грн.
4 235 грн.
5 115 грн.
4 235 грн.
5 115 грн.
4 235 грн.
5 115 грн.
5 115 грн.
5 115 грн.
5 115 грн.
5 115 грн.

Распредвалы Нуждин (ИПК Колобок)

Отзыв владельца Chevrolet Niva — тюнинг. Благодаря всевозможным инструкциям с Drive2 и форума Chevi-Niva в субботу удалось сделать следующее:
1. Замерить компрессию в цилиндрах;
2. Установить натяжитель цепи ISAI;
3. Заменить стандартную звезду на разрезную;
4. Поменять стандартный распредвал на низовой Нуждин «Супер трофи»;
5. Отрегулиров…

Chevrolet Niva 2007, двигатель бензиновый 1.7 л., 80 л. с., полный привод, механическая коробка передач — тюнинг

Участвовать в обсуждениях могут только зарегистрированные пользователи.

Все комментарии

Источник: http://drive2.ru/l/7201118/

МАГАЗИН АВТОЗАПЧАСТЕЙ С ДОСТАВКОЙ ПО ВСЕМУ МИРУ

8-800-777-56-49
бесплатный звонок по всей России

Источник: http://stinger-shop.ru/catalog/raspredvaly-nuzhdin/

Разновидности распредвалов для Нивы

Распредвалы делятся на два вида:

Верховые — работают только на высоких оборотах. При этом, основная характеристика — прирост момента — работает только на больших оборотах. Говоря простым языком, после 3 тысяч оборотов машина начинает интенсивно ускоряться. Подходят такие валы лишь для трассы или спортивных состязаний. Для бездорожья или города они не годятся.
Низовые — подхват происходит от 1000 оборотов и заканчивается, к примеру, на 3000. Разгоняться машина будет с места, но при достижении пиковых оборотов, двигатель уже не будет разгонять машину так интенсивно. Подходят для эксплуатации машины на больших колесах, на бездорожье или в городе. Но не годятся для трассы.

Источник: http://my-niva.ru/sport-shaft/

Немного о детали

Распределительный вал или распредвал – основная комплектующая газораспределительного механизма в автомобиле. Может располагаться в блоке цилиндров. Такая компоновка называется нижней и характерна для компактных двигателей, у которых необходимо сократить высоту или малооборотистых силовых агрегатов. В большинстве моделей машин распредвал располагается в верхней части блока.

Комплектующая управляет открытием/закрытием клапанов, а также синхронизирует работу в части подачи горючей смеси из воздуха и топлива, открывает путь к выведению продуктов горения. Распредвал крепится к шкиву или зубчатой звездочке при помощи ремня или цепи.

Источник: http://stinger-auto.ru/catalog/dvigatel/raspredvaly/raspredvaly-nuzhdin-ipk-kolobok/

Отличия распредвалов Нуждин

Распредвал «Нуждин» отличается от стандартных образцов технологией производства. Он изготавливается из специализированных заготовок. Но изюминка производства – это обработка кулачков. Они проходят дополнительную обработку с целью увеличения прочности. Эта технология называется отбелом. Она осуществляется на специальном оборудовании в заводских условиях.

Существует ручной способ укрепления, который называется переплав пятнами. Он значительно уступает более надежному, с технологической точки зрения, промышленному методу, который делает кулачки распредвала стабильными в работе и устойчивыми к значительным нагрузкам.

При установке распредвала «Нуждин» рекомендуется заменять стандартные версии верхних тарелок пружин клапанов на продвинутые. Это позволит достичь максимального эффекта от модернизации.

Источник: http://stinger-auto.ru/catalog/dvigatel/raspredvaly/raspredvaly-nuzhdin-ipk-kolobok/

Преимущества

Установка распредвала «Нуждин» позволяет автомобилю сохранять высокую динамику даже при очень больших нагрузках. Также это способствует уменьшению износа подвижных соединений, а главное, сокращает расход топлива.

Распредвал «Нуждин» позволяет значительно улучшить в целом ходовые характеристики отечественных автомобилей без сложных технологических операций. Это наиболее эффективный и простой способ тюнинга, который подойдет, как

автомобилям, участвующим в спортивных соревнованиях, так и машинам, находящимся в повседневной эксплуатации.

Внимание!
После установки распредвала «Нуждин» обязательно необходимо отрегулировать клапана.

Источник: http://stinger-auto.ru/catalog/dvigatel/raspredvaly/raspredvaly-nuzhdin-ipk-kolobok/

( 1 оценка, среднее 5 из 5 )

Валы распределительные 16V TEAM80 (Нуждин) 9,00 мм (290°) ВАЗ 2108-21099, 2110-2112, 2113-2115, Калина, Приора, Гранта, Калина 2

Валы распределительные 16V TEAM80 (Нуждин) 9,00 мм (290°) ВАЗ 2108-21099, 2110-2112, 2113-2115, Калина, Приора, Гранта, Калина 2

Подъём клапана 9,00 мм, ширина фазы (градусы ПКВ) 290°.

Подъём клапанов (перекрытие) в ВМТ 1,35/1,2 мм.

TEAM80 — инжиниринговая компания, специализирующаяся на разработке и производстве спортивных автомобилей и комплектующих.

Распредвалы ИПК Колобок известны не только в России. На протяжении многих лет, они пользуются заслуженной популярностью как у автоспортсменов так и у любителей тюнинга автомобилей.

История компании TEAM80 берёт своё начало в 1987 году. Именно тогда был организован и зарегистрирован ИПК «Колобок». Деятельность кооператива изначально была связана с изготовлением детской мебели по индивидуальным дизайн-проектам. Отсюда и проистекает его название «Колобок». Однако, в 1988 году в разросшемся кооперативе был организован участок двигателей, на котором первоначально работали известные в автоспорте люди: Нуждин, Рублёв, Мезенцев, Брагин. Участок выполнял заказы по подготовке спортивных двигателей от Бреста до Владивостока, и его заказчиками были такие известные спортсмены как Успенский, Черевань и многие другие, перечисление которых займёт много времени и места. Достаточно сказать, что половина экипажей в последнем в истории Чемпионате СССР ехали на двигателях, подготовленных в кооперативе. В дальнейшем ИПК «Колобок» возглавил Нуждин Александр Михайлович. В его команде работали специалисты высочайшего уровня, станочники, мотористы, способные выполнить комплекс работ по подготовке спортивных и тюнинговых двигателей Российского производства, изготовить распределительные валы на любой двигатель. На спортивных автомобилях с распредвалами, спроектированными в ИПК «Колобок», выиграно множество чемпионатов России и соревнований по Дрэг-рейсингу. Фамилия известного разработчика распредвалов для спорта и тюнинга Александра Михайловича Нуждина стала одним из известнейших брендов в России, говорящих специалистам тюнинга о высочайшем качестве, культуре производства и соответствии продукции запросам спортсменов и любителей тюнинга.

Для установки требуются регулируемые шкивы распредвалов, прямоточная выпускная система, тюнинговая впускная система и калибровка блока управления двигателем (настройка ЭБУ).

Тайны забытых побед: Колобок: p_syutkin — LiveJournal

Сегодня стало модным рассказывать, как 5000 лет назад древние русичи победили Китай. Как они изобрели все на свете и, особенно, домашних драконов. А на посылках у них были русалки и говорящие коты. И только колобок – легенда детских сказок – остался не охваченным патриотическим энтузиазмом масс. Попытаемся восполнить это упущение.
Последний номер журнала «Вокруг света» интересен, на наш взгляд, двумя материалами. Первый – это перепечатка фрагмента главы из нашей с Олей Сюткиной книги «Непридуманная история русских продуктов», посвященная ревеню. Который в XVII-XVIII веках был для царского правительства тем самым «мечты сбываются», что и нынешний Газпром. Ну, кстати, и кончилось это тем же. После открытия китайских портов в середине XIX века государственная монополия на ревень из России никому оказалась не нужна. Поскольку Европа произвела демонополизацию этой торговли. В общем, подробно прочитать можно здесь — на сайте журнала.

А вторая статья – она из серии альтернативной истории. Что в свете событий последнего года может оказаться совсем не фантастической беллетристикой. Итак, если бы Kолобок существовал много веков назад, каким бы он был?

Если с ходу отбросить версию, что сделанный из теста Колобок ожил благодаря магии (это слишком простое объяснение), то нужно признать, что дед с бабкой имели доступ к сложным технологиям, нынешней науке неизвестным. Строительный материал (мука, вода, масло и сметана) вызывает куда меньше вопросов, потому что в нем есть и углеводы, и белки, и жиры, и даже некоторое количество витаминов и минеральных солей, то есть при известном допущении живое существо построить из этого можно. Ведь, помните, «поскребли по сусекам…»

Итак, два гениальных биоинженера создали Колобка. Как Колобок катился? С помощью каких-то ложноножек, или меняя давление в секторах тела, или используя дискретные реактивные выхлопы? Как осуществлялась рулежка? Как Колобок не потерял форму при качении, ведь у него внутри явно должен быть какой-то полый резонатор, раз он говорит? А если внутри есть полость и форма при качении не теряется, значит, возможен и внутренний скелет (экзоскелета очевидно нет). Интересно, на что должен быть похож скелет нашего героя? И чем он, Колобок, думает?

Поразмышляв, в редакции решили, что возможны две основные модели устройства Колобка, а художник нам их нарисовал.

Согласно первой, внутри Колобка на мышечных стяжках в полости подвешен тяжелый объект. Напряжением стяжек меняется центр тяжести, Колобок катится и даже прыгает. Полость выполняет функции легких и резонатора, когда персонаж говорит, небольшой мозг позволяет формулировать простые мысли.

Модель 1 (если плохо видно мелкие буквы, — кликните сюда)

Вторая модель чуть сложнее: Колобок состоит из набора изолированных сегментов. За счет быстрой накачки или откачки воздуха из отдельных сегментов (через пневмоаккумулятор) герой сказки движется и совершает небольшие прыжки; направление уточняется стравливанием газа через внешние сфинктеры.

Модель 2

Проходимость у обеих моделей невысока. Места для желудка в схемах не нашлось: Колобок мог бы впитывать какие-то вещества через поверхность (покатавшись по лужам сиропа, скажем) или питаться непосредственно лучистой энергией, преобразуя ее в электричество (есть такие бактерии на Земле). Тогда не нужна сложная цепочка химических превращений, происходящих при обычном животном метаболизме. Так, при понятном допущении, сказка могла бы стать былью.

Взгляд филолога
Компонент этногенеза
Автор: Константин Шурыгин

Не исключено, что известная сказка — на самом деле парафраз душераздирающей истории времен колонизации Русской равнины славянами, этак веке в VIII–IX.

Бабка и дед жили на горе, потому что, по археологическим данным, вятичи селились на отвоеванных у финно-угров городищах, на возвышенности.

Финно-угорских аборигенов вытесняли в низины, в болота, где те умирали от голода. Победители доедали захваченный провиант, выскребая последние запасы по сусекам, при этом не имея понятия, как выращивать зерно в непривычном климате. Если выйти за ворота городища, опасность подстерегала на каждом шагу, всем встречным заговорить зубы не удавалось.

По пути Колобку встречались финно-угорские тотемные животные, маркирующие его маршрут: медведь — ярославская меря, волк — тверские карелы, заяц — племя мещера, лиса — поволжская мордва. Там герой и окончил свой путь. Лаврентьевская летопись говорит: «Бился Ярослав [Святославович] с мордвою, 4 марта, и побежден был Ярослав».

Мораль для детей — взрослых надо слушать, а за ворота одному не ходить.

* * *

Эту альтернативную историю можно было бы и закончить здесь. Если бы сегодняшняя российская действительность не добавила бы ей анекдотической «приправы».

В Иркутской области, сообщает Interfax, запретили для прочтения детям и изъяли из библиотек «Карлсона», «Дюймовочку», «Колобка» и ряд других книг из-за содержащейся в них вредоносной информации, говорит советник президента РФ Владимир Толстой.

«Мне прислали из Иркутской области, Качугского района распоряжение районного отдела народного образования список литературы, полностью запрещенной для прочтения детям всех возрастов, список вредоносных литературных произведений, запрещенных для распространения среди детей согласно ФЗ 436 о защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью», — сказал Толстой в Госдуме на заседании «круглого стола» на тему роли литературы в патриотическом воспитании.

По словам Владимира Толстого, эти книги отрицают семейные ценности и пропагандируют насилие. Так, в книге «Карлсон, который живет на крыше», содержится информация, отрицающая семейные ценности и формирующая неуважение к родителям, а в «Приключениях Тома Сойера и Гекльберри Финна» — информация, способная вызвать у детей желание заниматься бродяжничеством.

По словам Толстого в список литературы, запрещенной к прочтению детям до шести лет, вошли «Иван Царевич и Серый волк» — из-за сцен воровства коня и Елены прекрасной, а также «Колобок» — из-за физического насилия над Колобком.

В посте использованы иллюстрации к сказке «Колобок» Владимира Румянцева.

Эволюция и разнообразие мобильных элементов в геномах рыб

Pontarotti, P. Эволюционная биология: эволюция себя / чужого, эволюция видов и сложных признаков, методы и концепции . (Springer International Publishing, 2017).

Капитонов В. В. и Юрка Дж. Универсальная классификация эукариотических мобильных элементов, реализованная в Repbase. Nat. Преподобный Жене. 9 , 411–412 (2008).

PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

Бимонт, К. Краткая история статуса мобильных элементов: от мусорной ДНК до основных участников эволюции. Генетика 186 , 1085–1093 (2010).

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google ученый

Чыонг, Э. Б., Элде, Н. К. и Фешотт, К. Регулирующая деятельность сменных элементов: от конфликтов к выгодам. Nat. Преподобный Жене. 18 , 71–86 (2017).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

Auvinet, J. et al. . Мобилизация ретротранспозонов как причина хромосомной диверсификации и быстрого видообразования: пример антарктического рода костистых Trematomus . BMC Genomics 19 , 339 (2018).

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google ученый

Чалопин, Д., Вольф, Дж. Н., Галиана, Д., Андерсон, Дж. Л. и Шартл, М. Мобильные элементы и ранняя эволюция половых хромосом у рыб. Chromosome Res. 23 , 545–560 (2015).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

Квикстад, Э. М. и Макова, К. Д. (r) эволюция распределений SINE по сравнению с LINE в геномах приматов: половые хромосомы важны. Genome Res. 20 , 600–613 (2010).

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google ученый

Schartl, M. et al. . Sox5 участвует в регуляции половых клеток и определении пола в медаке после кооптации вложенных мобильных элементов. BMC Biol. 16 , 16 (2018).

PubMed
PubMed Central
Статья
CAS

Google ученый

Sliwinska, E. B., Martyka, R. & Tryjanowski, P. Эволюционное взаимодействие между W / Y-хромосомой и мобильными элементами. Genetica 144 , 267–278 (2016).

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google ученый

10.

Беннетцен, Дж. Л. Мобильные элементы, создание генов и перестройка генома у цветковых растений. Curr. Opin. Genet. Dev. 15 , 621–627 (2005).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

11.

Лонг, М., Бетран, Э., Торнтон, К. и Ван, В. Происхождение новых генов: взгляды молодых и старых. Nat. Преподобный Жене. 4 , 865–875 (2003).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

12.

Lonnig, W. E. & Saedler, H.Хромосомные перестройки и мобильные элементы. Annu. Преподобный Жене. 36 , 389–410 (2002).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

13.

Беннетцен Дж. Л. Вклад переносимых элементов в эволюцию генов и генов растений. Завод Мол. Биол. 42 , 251–269 (2000).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

14.

Платт Р. Н., Вандевеге М. В. и Рэй Д. А. Мобильные элементы млекопитающих и их влияние на эволюцию генома. Chromosome Res. 26 , 1–19 (2018).

Артикул
CAS

Google ученый

15.

Вольф, Дж. Н. Эволюция генома и биоразнообразие костистых рыб. Наследственность 94 , 280–294 (2005).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

16.

Капуста А., Сух А. и Фешотт К. Динамика эволюции размера генома у птиц и млекопитающих. Proc. Natl. Акад. Sci. США 114 , E1460 – E1469 (2017).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

17.

Кавалье-Смит Т. Скелетная ДНК и эволюция размера генома. Annu. Rev. Biophys. Bioeng. 11 , 273–302 (1982).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

18.

Грегори Т. Р. и Хеберт П. Д. Модуляция содержания ДНК: непосредственные причины и конечные последствия. Genome Res. 9 , 317–324 (1999).

CAS
PubMed
PubMed Central

Google ученый

19.

Эндрюс, К. Б., Маккензи, С. А. и Грегори, Т. Р. Размер генома и параметры крыльев воробьиных птиц. Proc. Биол. Sci. 276 , 55–61 (2009).

PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

20.

Райт, Н.А., Грегори, Т.Р. и Витт, К.С. Метаболические «двигатели» уменьшения размера генома двигателя полета у птиц. Proc. Биол. Sci. 281 , 20132780 (2014).

PubMed
PubMed Central
Статья

Google ученый

21.

Shao, F., Wang, J., Xu, H. & Peng, Z. FishTEDB: коллективная база данных мобильных элементов, идентифицированных в полных геномах рыб. База данных 2018 , bax106 (2018).

PubMed Central
Статья
CAS

Google ученый

22.

Chalopin, D., Naville, M., Plard, F., Galiana, D. & Volff, J. N. Сравнительный анализ мобильных элементов подчеркивает разнообразие мобилом и эволюцию позвоночных. Genome Biol. Evol. 7 , 567–580 (2015).

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google ученый

23.

Гао, Б. и др. . Вклад мобильных элементов в размерные вариации между четырьмя геномами костистых костей. Моб. ДНК 7 , 4 (2016).

PubMed
PubMed Central
Статья

Google ученый

24.

Сотеро-Кайо, К. Г., Платт, Р. Н., Сух, А. и Рэй, Д. А. Эволюция и разнообразие мобильных элементов в геномах позвоночных. Genome Biol. Evol. 9 , 161–177 (2017).

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google ученый

25.

Нишихара, Х. и др. . Кооптированно кооптированные множественные мобильные элементы составляют энхансер экспрессии wnt5a во вторичном нёбе млекопитающих. PLoS Genet. 12 , e1006380 (2016).

PubMed
PubMed Central
Статья
CAS

Google ученый

26.

Огивара И., Мия М., Охшима К. и Окада Н. Ретропозиционный паразитизм SINE на LINE: идентификация SINE и LINE в эластожаберных ответвлениях. Мол. Биол. Evol. 16 , 1238–1250 (1999).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

27.

Амемия, К. Т. и др. . Геном африканских латимерии дает представление об эволюции четвероногих. Природа 496 , 311–316 (2013).

ADS
CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google ученый

28.

Yuan, Z. et al . Сравнительный анализ генома 52 видов рыб предполагает дифференциальные ассоциации повторяющихся элементов с их живой водной средой. BMC Genomics 19 , 141 (2018).

PubMed
PubMed Central
Статья
CAS

Google ученый

29.

Левин, Х. Л. и Моран, Дж. В. Динамические взаимодействия между мобильными элементами и их хозяевами. Nat. Преподобный Жене. 12 , 615–627 (2011).

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google ученый

30.

Холмквист, Г. П. Эволюция хромосомных полос: молекулярная экология некодирующей ДНК. J. Mol. Evol. 28 , 469–486 (1989).

ADS
CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

31.

Леонардо, Т. Э. и Нуждин, С. В. Внутриклеточные поля битвы: конфликт и сотрудничество между мобильными элементами. Genet. Res. 80 , 155–161 (2002).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

32.

Веннер С., Фешотт К. и Бимонт К. Динамика мобильных элементов: к общей экологии генома. Trends Genet. 25 , 317–323 (2009).

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google ученый

33.

Кидвелл, М. Г. Мобильные элементы и эволюция размера генома у эукариот. Genetica 115 , 49–63 (2002).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

34.

Пеллисер, Дж., Идальго, О., Додсворт, С. и Лейтч, И.J. Разнообразие размеров генома и его влияние на эволюцию наземных растений. Гены 9 , 88 (2018).

PubMed Central
Статья
CAS

Google ученый

35.

Talla, V. et al. . Быстрое увеличение размера генома как следствие гиперактивности мобильных элементов у древесно-белых ( Leptidea ) бабочек. Genome Biol. Evol. 9 , 2491–2505 (2017).

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google ученый

36.

Эллиотт, Т.А. Концептуальные и эмпирические исследования эволюции эукариотических мобильных элементов, http://hdl.handle.net/10214/10154 (2016).

37.

Хуа-Ван, А., Ле Рузик, А., Мезоно, С. и Капи, П. Изобилие, распределение и динамика ретротранспортабельных элементов и транспозонов: сходства и различия. Cytogenet. Геном. Res. 110 , 426–440 (2005).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

38.

Кидвелл, М. Г. и Лиш, Д. Р. Перспектива: мобильные элементы, паразитарная ДНК и эволюция генома. Evolution 55 , 1–24 (2001).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

39.

Schaack, S., Choi, E., Lynch, M. & Pritham, E.J. Транспозоны ДНК и роль рекомбинации в накоплении мутаций в Daphnia pulex . Genome Biol. 11 , R46 (2010).

PubMed
PubMed Central
Статья
CAS

Google ученый

40.

Dion-Cote, A. M., Renaut, S., Normandeau, E. & Bernatchez, L. RNA-seq выявляет транскриптомный шок, связанный с реактивацией мобильных элементов у гибридов молодых видов озерных сигов. Мол. Биол. Evol. 31 , 1188–1199 (2014).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

41.

Оливер К. Р. и Грин В. К. Мобильная ДНК и гипотеза TE-Thrust: подтверждающие данные от приматов. Моб. ДНК 2 , 8 (2011).

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google ученый

42.

Brawand, D. et al. . Геномный субстрат для адаптивной радиации африканских цихлид. Природа 513 , 375–381 (2014).

ADS
CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google ученый

43.

Grahn, R.A., Rinehart, T.A., Cantrell, M.A. & Wichman, H.A. Исчезновение активности LINE-1 , совпадающее с основным излучением млекопитающих у грызунов. Cytogenet. Genome Res. 110 , 407–415 (2005).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

44.

Platt, R. N. et al. . Большое количество новых miRNA происходит из транспозонов ДНК и совпадает с излучением большого количества видов у летучих мышей. Мол. Биол. Evol. 31 , 1536–1545 (2014).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

45.

Casacuberta, E. & Gonzalez, J. Влияние мобильных элементов на адаптацию к окружающей среде. Мол. Ecol. 22 , 1503–1517 (2013).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

46.

Lanciano, S. & Mirouze, M. Мобильные элементы: все мобильные, все разные, некоторые чувствительные к стрессу, некоторые адаптивные? Curr. Opin. Genet. Dev. 49 , 106–114 (2018).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

47.

МакГроу, Дж. Э. и Брукфилд, Дж. Ф. Взаимодействие между мобильными ДНК и их хозяевами в изменчивой среде. J. Theor. Биол. 243 , 13–23 (2006).

MathSciNet
CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

48.

Rho, M. & Tang, H. MGEScan-non-LTR: вычислительная идентификация и классификация автономных не-LTR ретротранспозонов в геномах эукариот. Nucleic Acids Res. 37 , e143 (2009).

PubMed
PubMed Central
Статья
CAS

Google ученый

49.

Маккарти, Э. М. и Макдональд, Дж. Ф. LTR_STRUC: новая программа поиска и идентификации ретротранспозонов LTR. Биоинформатика 19 , 362–367 (2003).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

50.

Кеннеди, Р. К., Унгер, М. Ф., Кристли, С., Коллинз, Ф. Х. и Мэди, Г. Р. Автоматический подход, основанный на гомологии, для идентификации мобильных элементов. BMC Bioinformatics 12 , 130 (2011).

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google ученый

51.

Абрусан, Г., Грундманн, Н., ДеМестер, Л. и Макаловски, В. TEclass — инструмент для автоматической классификации неизвестных эукариотических мобильных элементов. Биоинформатика 25 , 1329–1330 (2009).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

52.

Бетанкур Р. Р. и др. . Филогенетическая классификация костистых рыб. BMC Evol. Биол. 17 , 162 (2017).

Артикул

Google ученый

53.

Hughes, L.C. et al. . Комплексная филогения лучеплавниковых рыб (Actinopterygii) на основе транскриптомных и геномных данных. Proc. Natl. Акад. Sci. США 115 , 6249–6254 (2018).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

54.

Кавахара, Р. и др. . Взаимоотношения 11 брюхоногих семейств (колюшки, иглобрюхи и их родственники): новая перспектива, основанная на целых последовательностях митогенома 75 высших костистых особей. Мол. Филогенет. Evol. 46 , 224–236 (2008).

CAS
PubMed
Статья
PubMed Central

Google ученый

55.

Tine, M. et al . Геном морского окуня и его вариации позволяют понять адаптацию к эвригалинности и видообразованию. Nature Commun. 5 , 5770 (2014).

ADS
CAS
Статья

Google ученый

56.

Vij, S. et al. . Сборка на хромосомном уровне генома азиатского морского окуня с использованием длинных последовательностей чтения и многослойного каркаса. PLoS Genet. 12 , e1005954 (2016).

PubMed
PubMed Central
Статья
CAS

Google ученый

57.

Янг, Дж. и др. . Геном пещерной рыбы Sinocyclocheilus дает представление о пещерной адаптации. BMC Biol. 14 , 1 (2016).

CAS
PubMed
PubMed Central
Статья

Google ученый

58.

You, X. et al . Геномы илового прыгуна дают представление о земной адаптации рыб-амфибий. Nature Commun. 5 , 5594 (2014).

ADS
CAS
Статья

Google ученый

59.

Кимура, М. Простой метод оценки скорости эволюции замен оснований посредством сравнительных исследований нуклеотидных последовательностей. J. Mol. Evol. 16 , 111–120 (1980).

ADS
CAS
Статья

Google ученый

% PDF-1.6
%
394 0 объект
>
эндобдж

xref
394 67
0000000016 00000 н.
0000002720 00000 н.
0000002853 00000 н.
0000002982 00000 н.
0000003040 00000 н.
0000003285 00000 н.
0000003423 00000 н.
0000003579 00000 п.
0000003844 00000 н.
0000004425 00000 н.
0000004798 00000 н.
0000005137 00000 н.
0000005195 00000 н.
0000005249 00000 н.
0000008933 00000 н.
0000009404 00000 н.
0000010593 00000 п.
0000011027 00000 п.
0000011531 00000 п.
0000011719 00000 п.
0000012280 00000 п.
0000014032 00000 п.
0000014312 00000 п.
0000014692 00000 п.
0000014852 00000 п.
0000017870 00000 п.
0000018273 00000 п.
0000018654 00000 п.
0000018935 00000 п.
0000020533 00000 п.
0000021866 00000 п.
0000023450 00000 п.
0000024860 00000 п.
0000026120 00000 п.
0000026329 00000 п.
0000026494 00000 п.
0000026664 00000 н.
0000027005 00000 н.
0000027286 00000 п.
0000027496 00000 п.
0000027782 00000 п.
0000027844 00000 н.
0000028073 00000 п.
0000028331 00000 п.
0000029460 00000 п.
0000029720 00000 н.
0000030008 00000 п.
0000030110 00000 п.
0000031274 00000 п.
0000032414 00000 п.
0000033000 00000 п.
0000034575 00000 п.
0000035453 00000 п.
0000035779 00000 п.
0000036149 00000 п.
0000036253 00000 п.
0000036362 00000 п.
0000036844 00000 п.
0000037043 00000 п.
0000040514 00000 п.
0000040941 00000 п.
0000041299 00000 н.
0000041591 00000 п.
0000077840 00000 п.
0000077879 00000 п.
0000117023 00000 н. i $, * Pxb +?` 4w3} Y, zRTK
Rj = _.s`p7’Q JJ

видов примитивных половых хромосом

Abstract

Производство потомства мужского и женского пола часто определяется наличием определенных половых хромосом, которые контролируют специфическое для пола выражение, и половые хромосомы развиваются за счет уменьшения рекомбинации и специализированный генный контент. Здесь мы представляем геномы Chrysomya rufifacies , моногенной мухи (самки производят потомство исключительно самок или самцов) путем отдельного секвенирования и сборки каждого типа самок и самцов.Геномы (охват> 25X), по-видимому, не содержат каких-либо сцепленных с полом элементов Muller F (типичных для многих двукрылых) и демонстрируют небольшую дифференциацию между группами, подтверждающую морфологические оценки гомоморфных хромосом C. rufifacies . Самцы этого вида связаны с одномодальным распределением охвата, в то время как самки демонстрируют бимодальное распределение охвата, что указывает на потенциальную разницу в геномной архитектуре. Присутствие здесь геномов индивидуального пола дает новые ключи к разгадке происхождения и эволюции различных механизмов определения пола, наблюдаемых у двукрылых.Дополнительный геномный анализ половых хромосом и генов, определяющих пол других мясных мух, позволит уточнить эволюционное понимание того, как мухи с типичной гетерогаметной амфогенией X / Y (потомство самцов и самок в схожих соотношениях) эволюционировали в систему определения пола с доминантной доминантой. фактор, который приводит к однополому потомству в хромосомно-мономорфной системе.

Тематические термины: Энтомология, Половой отбор

Введение

Животные и растения демонстрируют типичные закономерности эволюции половых хромосом в гетероморфных хромосомных системах ^¹.Аутосома сначала начинает дифференцироваться после приобретения локуса, определяющего пол, и эта дифференциация поддерживается за счет уменьшения рекомбинации. В конце концов, это может привести к начальному расширению и возможной дегенерации Y-хромосомы в системах X / Y и аналогичным процессам, происходящим в системах Z / W ^{¹ — ⁶}. Эволюционная теория постулирует, что дифференцированные половые хромосомы ведут свое происхождение от недифференцированной аутосомной пары, где один из аутосомных гомологов приобрел ген, определяющий пол, и, следовательно, возникли сексуально антагонистические мутации, вызывающие уменьшенную или устраненную рекомбинацию между парой ^{⁷, ⁸} .Ограниченная рекомбинация привела к появлению хромосомы с ограничением по полу, в случае мух — обычно Y-хромосомы. Таким образом, вновь возникшие половые хромосомы функционально и морфологически расходятся, приводя к гетероморфным хромосомам ^⁷—⁹. В общем, Y-хромосомы содержат очень мало генного материала, а хромосома в основном гетерохроматична, как правило, из-за мутаций, вставок и делеций, а также активности мобильных элементов.Конечно, из каждого правила есть исключения. У двукрылых модельный вид Drosophila melanogaster имеет гетероморфные половые хромосомы, однако предковая половая хромосома двукрылых, которая считается точечной или 4-й хромосомой, является аутосомой у D. melanogaster . Кроме того, режим определения пола D. melanogaster не зависит от наличия локуса, определяющего самец, на Y-хромосоме, а скорее различия в дозировках генов на X-хромосоме приводят к альтернативно сплайсированным транскриптам, ведущим развитие в сторону любого из них. мужская или женская судьба.Более того, фундаментальные различия в процессах определения пола у разных двукрылых различаются (см. Обзор: ^¹⁰). Например, комар Aedes aegypti , комнатная муха ( Musca domestica ) и средиземноморская плодовая муха ( Ceratitis capitata ) являются носителями мужского определяющего фактора, присутствующего на Y-хромосоме, в соответствии с типичной традицией недрозофилий ^¹¹. Напротив, определение пола у сциаридных мух, таких как Sciara ocellaris , основывается на дозовой компенсации, на которую влияет температурно-зависимая деструкция Х-хромосомы от отца ^{¹², ¹³}.

Сигнатуры в геноме, оставшиеся после множества эволюционных событий, могут использоваться для расшифровки тайны систем определения пола у многих живых организмов ^{¹⁴ — ¹⁷}. Было обнаружено, что переходы механизмов определения пола часты в природе среди видов, которые демонстрируют гомоморфные половые хромосомы у обоих полов ^¹⁸. Например, у амфибий и рептилий скорость оборота генов, определяющих пол, и половых хромосом высока.Примерно 96% видов амфибий обладают гомоморфными половыми хромосомами с геном, определяющим пол, который легко и быстро заменяется другим геном другой хромосомы в рамках их филогении ^{¹⁹ — ²¹}. Эпигенетические факторы и факторы окружающей среды, такие как температура, также могут играть роль в определении пола ^²². Для сравнения, виды с гетероморфными половыми хромосомами (системы XY и ZW) считаются высокодифференцированными и достигли конечной точки эволюции с геном, определяющим пол в половой хромосоме, ограниченном полом ^{⁸, ²³}.

Для большинства калиптратных мух общая система половых хромосом — это система XX / XY ^{¹⁵, ²⁴} с гомогаметной самкой XX и гетерогаметным самцом XY, причем половые хромосомы составляют одну из шести пар хромосом. . Гетероморфные половые хромосомы наблюдаются у большинства видов мясных мух (Diptera: Calliphoridae) с дифференцированными половыми хромосомами X и Y как по морфологии, так и по последовательности. Несколько видов мух в подсемействе Chrysomyniae, такие как Cochliomyia hominivorax, Cochliomyia macellaria, Protophormia terranovae, Phormia regina , Chrysomya megacephala ^{²⁵—^{, имеют половые клетки с контролируемым полом у}} ^{^{, у которых пол} — ^{, у 27} или} через доминирующий мужской фактор на Y-хромосоме ^{¹⁵, ²⁵, ²⁸—³⁰}.У других мух, таких как Lucilinae, некоторые виды Lucilia имеют значительные различия в размерах генома между полами, которые могут составлять> 50 МБ, что составляет> 7% геномного содержания самок ^³¹.

Однако два вида Chrysomyinae Chrysomya rufifacies и Chrysomya albiceps имеют гомоморфные половые хромосомы, и оба пола имеют геномы одинакового размера ^{²⁵, ³² — ³⁵} Более того, у этих моногенных видов самки производят либо все потомство самок, либо все потомство самцов ^{³⁴, ³⁶, ³⁷} (рис.) — дивергенция от гетероморфной (дифференцированной) и амфогенной системы половых хромосом, наблюдаемой в другие Calliphoridae ^{²⁵, ³⁸}. Генетическая основа моногенеза у C. rufifacies была выдвинута на основании исследований спаривания, трансплантации яичников и полюсных клеток и паттернов экспрессии белка ^{³⁶, ³⁷, ³⁹, ⁴⁰}: самки-продуценты (телегенные самки) гетерозиготны по доминантному детерминатору самки (F / f) с предопределенными свойствами, определяющими пол, в то время как самцы-продуценты (арреногенные самки) и самцы гомозиготны по рецессивному аллелю (f / f) в этом же локусе.Определение пола у C. rufifacies в основном генетическое и не зависит от факторов окружающей среды, таких как диета, время года и температура ^³⁴. Однако молекулярная природа первичного (ых) гена (ов), определяющего пол, или локуса в C. rufifacies остается неизвестной.

Пол потомков C. rufifacies определяется генотипом матери. Телигенные самки производят потомство только самок, а арреногенные самки производят потомство только самцов.Самки на приведенном выше рисунке представлены красным и зеленым цветами, а самцы — синим.

В этом исследовании мы впервые представляем геномные последовательности и собранные геномы самца, телегенной самки и арреногенной самки C. rufifacies . Мы характеризуем предполагаемые половые хромосомы и документируем последовательности-кандидаты, которые принадлежат к хромосоме предкового пола двукрылых (Muller F). Мы также приводим геномные доказательства того, что эти предполагаемые половые хромосомы кажутся недифференцированными, если только дифференциация не происходит по количеству копий или по небольшим участкам генома.Эти результаты позволят более глубоко изучить эволюционные половые хромосомы у видов каллифорид и дадут представление об уникальном механизме определения пола моногенной мухи.

Результаты и обсуждение

Секвенирование и сборка генома de novo

Три отдельных генома (самец: M, телегенная самка: TF и арреногенная самка: AF) секвенировали попарно, в результате чего средняя длина считывания составила 100 п.н. оценка качества 37 после обрезки последовательности адаптера, фильтрации считывания низкого качества и слияния перекрывающихся пар.Приблизительно 0,07% (M), 0,06% (TF) и 0,11% (AF) считываний были удалены, поскольку они были идентифицированы как считывания, не относящиеся к мухам, или как считывания митохондрий, в результате получилось 8,5 × 10 ⁷ (M), 1,02 × 10. ⁸ (TF) и 1,34 X 10 ⁸ (AF) высококачественных чтений, используемых для сборки трех геномов. Исходные черновые варианты геномов были дополнительно скомпонованы с использованием транскриптома TF C. rufifacies в качестве ориентира ^⁴¹. Приблизительно 95% считываний каждого типа пола сопоставлены с контигами со средним диапазоном охвата 27-42X прочтений, что позволяет предположить, что большинство считываний было использовано при построении генома (таблица).Из набора ортологов гена с единственной копией 1066 Arthropoda и 1658 Insecta приблизительно 93% и 91%, соответственно, присутствовали в трех черновых вариантах генома (Таблица, Таблица ^S1). Примечательно, что сборки были меньше по размеру, чем ожидалось ^³¹; однако считанные сопоставления и результаты BUSCO означают в основном полные и высококачественные (хотя и фрагментированные) сборки генома. Полный отчет BUSCO представлен в Таблице ^S1. Собранные геномы и необработанные считывания были депонированы в GenBank и SRA (BioProject ID PRJNA575047 и SRP238163, соответственно).

Таблица 1

Сводка de novo геномных сборок геномов AF, TF и M, статистика считывания карт, результаты оценки полноты BUSCO, количество предсказанных генов и процент повторяющихся элементов, обнаруженных в каждом геноме.

(bp)

908,421% , и самец соответственно. Это составляет примерно 150 Мбит / с «отсутствующего» собранного генома. Такие расхождения не редкость, когда оценки на основе последовательностей или молекул сравнивают с цитометрическими оценками размера генома. Геном Arabidopsis thaliana изначально был недооценен и составлял примерно 115 Мбит / с ^⁴² vs.пересмотренный / принятый размер генома 157 Мбит / с ^⁴³ на основе проточной цитометрии. Обычно это приписывается геномам с большой долей повторяющихся последовательностей или несеквенированных или несобранных гетерохроматиновых областей. Основанная на секвенировании оценка Drosophila melanogaster , относительно небольшого и повторяющегося истощенного генома, была подтверждена в ходе последующей работы ^⁴⁴. Однако результаты расходятся у видов с более крупными геномами; ранее собранный геном мухи ( Phormia regina ^³⁸), собранный близко к ожидаемому размеру (собранный более крупный при 550/534 Мбит / с по сравнению с~ 529/518 Мбит / с для женщин и мужчин соответственно). Другой пример: размер собранного генома Lucilia cuprina составлял 458 Мбит / с ^⁴⁵, что меньше ожидаемых 665/568 Мбит / с для женщин и мужчин, однако неожиданно большая доля (57,8%) была приписана повторяющимся ландшафт генома. Как правило, размеры генома Calliphoridae колеблются от 425 Мбит / с ( Chrysomya rufifacies ) до 770 Мбит / с ( Protophormia terranovae ) на основе данных проточной цитометрии ^³¹.

Однако присутствие повторяющегося содержимого не наблюдается в случае C. rufifacies , поскольку <7% собранного генома связано с повторяющимся ландшафтом (см. Результаты ниже). Другое возможное объяснение различий в размерах генома - это возможность больших дупликаций хромосомных сегментов ^{⁴⁶, ⁴⁷}. Если какая-то хромосома (-ы) имеет / дублировалась, можно было бы ожидать увидеть части генома, содержащие вдвое большее покрытие, чем недублированные части.Мы сгенерировали частотные распределения покрытия по каждому геному и визуализировали эти данные на рис. С данными, представленными в таблице ^S2. Для обоих женских геномов было очевидно, что существует два распределения данных из генома, и при визуальной вставке границы охвата каждая сторона распределения была проанализирована на предмет статистики охвата, а также на количество вариантов (Таблица ^S2) . При рассмотрении каждой стороны распределения становится очевидным, что искаженное вправо распределение (> уровни покрытия) примерно в 2 раза превышает охват левой стороны.Рассматривая теорию дупликации, если левая сторона представляет 1Х, а правая 2Х, приблизительные размеры генома будут 469 Мбит / с и 434 Мбит / с для арреногенных самок и телегенных самок соответственно. Другое возможное объяснение этого паттерна может заключаться в полиплоидии или недостаточной репликации в тканях, используемых для получения данных геномной последовательности (для обзора см. ^⁴⁸). В этом исследовании использовались головы, которые, как обычно считается, не имеют тканей с этими характеристиками ^⁴⁹.Интересно отметить, что каждый пол / тип демонстрировал различный образец высоты пика от большого до второстепенного, что может быть ключом к расшифровке динамики половых хромосом у вида. Представленные здесь результаты ограничиваются в основном неповторяющимися частями генома, хотя эти результаты предполагают необходимость дальнейшей оценки повторяющихся участков генома.

Распределение покрытия для различных геномных сборок с покрытием (ось x) в зависимости от количества собранных контигов в каждом покрытии.В мужском геноме наблюдается унимодальное распределение, а у женщин — четкое бимодальное распределение основного компонента распределения охвата. У разных типов самок разное соотношение высот больших и малых пиков.

Сравнительный анализ предсказанных генов

Кластеры ортологичных последовательностей белков были идентифицированы и аннотированы с использованием OrthoVenn ^⁵⁰, как показано на рис. И дополнительного файла ¹. В общей сложности 10 354 ортологичных кластера были разделены между двумя женщинами и мужчинами, что в сумме составило 15 596 белковых последовательностей, общих для трех полов, со средней длиной ~ 425 аминокислот / белок.Как правило, парные группы имеют одинаковые кластеры (AF-M: 732 кластера; TF-M: 774 кластера и AF-TF: 644 кластера) с небольшим количеством уникальных кластеров (TF: 17 кластеров, AF: 30 кластеров, M : 20 кластеров, рис., Таблица ^S3). Во всех трех геномах средняя длина уникальных белковых последовательностей составляла ~ 160 аминокислот, и поэтому они, скорее всего, являются артефактами секвенирования и сборки. Эти уникальные кластеры были проанализированы на предмет обогащенных GO-термов ( p -значение <0,05; дополнительный файл ².Неудивительно, что общие ортологичные белковые последовательности двух самок показывают пять кластеров, аннотированных как гены белка желтка, который описывается как основной белок желтка яиц, используемый в качестве источника пищи во время эмбриогенеза у Drosophila ^⁵¹, и обычно обнаруживается на Х-хромосоме Drosophila ^⁵². Из-за его отсутствия в мужском геноме возможно, что эти гены являются частью области, которая дифференцировалась от хромосомы «Y», или, возможно, в области, которая плохо собралась, хотя неясно, просто ли они связаны. к причинному фактору или самому причинному фактору.Сравнительный анализ белковых последовательностей самцов и самок разных видов мясных мух — Phormia regina показал аналогичную картину: всего 15 595 последовательностей белков, общих для обоих полов, и меньшее количество, но значительно больше, чем . C. rufifiacies полов, уникальных последовательностей белков для каждого пола ( самок P. regina : 727 и самцов P. regina : 1480) ^³⁸. Некоторые из белковых последовательностей в уникальных наборах генов, вероятно, будут задействованы в траекториях развития, специфичных для пола, поскольку было обнаружено, что некоторые функциональные аннотации содержат термины онтологии генов, специфичных для пола, например, подвижность сперматозоидов в уникальном наборе мужских генов и термины иммунного ответа в женский уникальный набор ^³⁸.Следовательно, возможно, что уникальные и общие наборы генов в C. rufifacies могут дать ключ к разгадке различий в геномах трех половых типов. Полный список ортологичных кластеров и их предполагаемые функциональные аннотации можно найти в дополнительном файле ².

Диаграмма Венна ^⁵⁰, отображающая количество ортологичных кластеров предсказанных белковых последовательностей (i), общих для трех полов, (ii) общих для любых двух полов и (iii) уникально обнаруженных в каждой группе.Кластерная классификация была проведена в соответствии с данными анализа последовательностей, сравнением сходства белков и филогенетическими отношениями.

Геномная характеристика половой хромосомы

Используя коэффициенты охвата считыванием (коэффициент хромосомы, CQ) для сравнения мужских и женских геномов и связанных с ними считываний, можно выделить участки генома, которые характеризуются как дифференцированные, например, в случае с половые хромосомы ^{¹⁵, ⁵³, ⁵⁴}.Основываясь на измерениях проточной цитометрии различий в размерах геномов у мужчин и женщин (= нет разницы) ^³¹, не ожидалось, что большая часть геномов будет изолирована с использованием подхода CQ, если хромосомы X и Y не будут в порядке. дифференцированный. С 650 и 1590 контигами, выделенными как предполагаемые Х- и Y-хромосомы, соответственно, что привело к геномной дифференциации ~ 3,3 МБ и ~ 1,5 МБ, оказывается, что (на основании данных о последовательности) геномы содержат в значительной степени недифференцированные половые хромосомы.Предполагая, что изолированные геномные области являются частью дифференцированной области на предполагаемых половых хромосомах, их аннотации с помощью совпадений BLASTn (отсечка E-значения ≤ 1E-5) привели к тому, что 86% предполагаемых последовательностей X и 29% предполагаемых последовательностей Y оказались аннотированный.

Значительная часть последовательностей с результатами BLASTn (42,4% в X-хромосоме и 30,8% в Y-хромосоме) соответствовала повторяющимся последовательностям. Это включало последовательности ВАС из комплекса Calliphora vicina, achaete-scute, AS-C (Номера доступа {«type»: «entrez-nucleotide-range», «attrs»: {«text»: «LN877230-LN877235», «start_term) «:» LN877230 «,» end_term «:» LN877235 «,» start_term_id «:»

2663 «,» end_term_id «:»

2680 «}} LN877230-LN877235) и последовательности микросателлитных клонов из Chrysomya albiceps Numbers (Accession ) «type»: «entrez-нуклеотид», «attrs»: {«text»: «DQ478598», «term_id»: «94435876», «term_text»: «DQ478598»}} DQ478598, {«type»: «entrez- нуклеотид «,» attrs «: {» text «:» DQ478605 «,» term_id «:» 94435993 «,» term_text «:» DQ478605 «}} DQ478605) и Haematobia admireans (инвентарный номер {» type «:» entrez -nucleotide «,» attrs «: {» text «:» EF629377 «,» term_id «:» 157058776 «,» term_text «:» EF629377 «}} EF629377).В г. vicina, генный комплекс AS-C фланкирован повторами и мобильными элементами ^⁵⁵. Кроме того, у двукрылых генный комплекс AS-C (который состоит из генов achaete , scute , lethal of scute и asense ) расположен на X-хромосомах в Drosophila и является участвует в определяющем пол пути, где щиток представляет собой сигнальный элемент Х-хромосомы ^⁵⁶.

Оставшаяся часть предполагаемых X-последовательностей включала 16 последовательностей с попаданиями в гены белка желтка ( L. cuprina белок желтка D ( ypD ), белок желтка A ( ypA ) и белок желтка B ( ypB ) гены, номер доступа {«type»: «entrez-нуклеотид», «attrs»: {«text»: «GU109181», «term_id»: «262357141», «term_text»: «GU109181»}} GU109181 и один из Calliphora erythrocephala белок желтка 3, номер доступа X7079), две последовательности с попаданием в ген no bloke ( nbl ) (номер доступа {«type»: «entrez-нуклеотид», «attrs»: {» text «:» Mh273327 «,» term_id «:» 1407101128 «,» term_text «:» Mh273327 «}} Mh273327), девять последовательностей, соответствующих гену HSP70 (номер доступа {» type «:» entrez-нуклеотид «,» attrs «: {» text «:» HQ609501 «,» term_id «:» 333471222 «,» term_text «:» HQ609501 «}} HQ609501) и 2 последовательности с попаданиями в парный бокс-белок, подобный Pax-6 ( eyeless in Drosophila ) ген (Accessio n Числа {«type»: «entrez-нуклеотид», «attrs»: {«text»: «XM_023446990», «term_id»: «1321320639», «term_text»: «XM_023446990»}} XM_023446990 и {«type»: «entrez-нуклеотид», «attrs»: {«text»: «XM_023450490», «term_id»: «1321327078», «term_text»: «XM_023450490»}} XM_023450490) (дополнительный файл ³).У высших двукрылых белок желтка накапливается в ооцитах для использования во время эмбриогенеза и развития ^{⁵², ⁵⁷}. Генетические и молекулярные исследования у D. melanogaster и L. cuprina показали, что гены yp специфически экспрессируются у самок ^{⁵², ⁵⁸, ⁵⁹} хотя у Drosophila было больше работы по этой теме), есть доказательства низкой экспрессии yp у мужчин ^{⁶⁰ — ⁶²} и сперматозоидов ^⁶³.Сайты связывания, принадлежащие определяющему пол гену doublesex ( dsx ), были обнаружены в генах yp , что указывает на его роль в регуляции, специфичной для пола ^{⁵², ⁵⁹, ⁶⁴}. Присутствие гомологичных последовательностей yp в предполагаемых последовательностях Х хромосомы C. rufifacies указывает на то, что эти гены также являются специфичными для женщин или смещенными в отношении женщин в C. rufifacies и, возможно, сохраняются в небольшой области neo-X хромосомы . Ген no bloke ( nbl) в L. cuprina ^⁶⁵ , гомолог четвертого белка D. melanogaster ( pof ) ген ^{⁶⁶, ^⁶⁶,} (РНК-связывающий белок, участвующий в дозовой компенсации путем нацеливания на предковую половую хромосому двукрылых (хромосома 4) и хромосому X в D. melanogaster ) был одним из попаданий BLAST в 2 предполагаемых Y-последовательности хромосомы.Как у L. cuprina , так и у D. melanogaster , было обнаружено, что этот ген важен для жизнеспособности и фертильности как самцов, так и самок ^{⁶⁵, ⁶⁷}.

Гомологичные последовательности белка теплового шока L. cuprina hsp70 были обнаружены в 9 последовательностях предполагаемой хромосомы Y. Промоторная область гена hsp70 использовалась в исследованиях с использованием метода стерильных насекомых (SIT) для разработки молекулярных условных женские летальные генетические модификации ^⁶⁸.У млекопитающих взаимодействия hsp70 — Sox9 участвуют в определении пола с комплексом, образованным в сайтах, где SOX9 связывает ДНК ^⁶⁹. Сообщается, что членом семьи является семенник, обогащенный угрем ^⁷⁰.

В предполагаемых контигах Y-хромосомы 12,3% (57 последовательностей) результатов BLASTn имели попадания в бактерии Serratia marcescens ({«type»: «entrez-нуклеотид», «attrs»: {«text»: » NZ_HG326223 «,» term_id «:» 752819988 «,» term_text «:» NZ_HG326223 «}} NZ_HG326223, {» type «:» entrez-нуклеотид «,» attrs «: {» text «:» NZ_ALOV00000000 «,» term_id «: «485060742», «term_text»: «NZ_ALOV00000000»}} NZ_ALOV00000000, {«type»: «entrez-нуклеотид», «attrs»: {«text»: «NZ_ATOH00000000», «term_id»: «520988058», «term_text» : «NZ_ATOH00000000»}} NZ_ATOH00000000) . Присутствие гомологичных последовательностей в C. rufifacies для этого набора генов из результатов BLAST в мужских и женских предполагаемых половых последовательностях повышает вероятность того, что микробный геном может участвовать в определении пола и дифференциации у C. rufifacies. , как видно на изоподе Armadillidium vulgare (Crustacea, Isopoda), где хромосомная вставка генома Wolbachia управляет определением пола ^⁷¹, хотя также возможно, что это просто ускользнувшие последовательности симбионтов. вычислительные фильтры.Кроме того, сигнал может быть подобен системе, наблюдаемой в C. elegans , где линии, которые самооплодотворяются, более чувствительны к S. marcescens , чем те, которые выходят за пределы ^⁷².

Элемент Мюллера F не связан с X в

C. rufifacies

Содержимое хромосомного гена, обычно известное как элементы Мюллера от A до F у Drosophila ^⁷³, считается высоко консервативным среди Diptera ^{¹⁵, ⁷³}.Элемент Мюллера F, точка / четвертая хромосома в Drosophila , считается наследственной Х-хромосомой во многих основных линиях мух ^{¹⁵, ⁷³, ⁷⁴}. Были проанализированы полные геномы некоторых видов недрозофилидных насекомых, которые демонстрируют стабильные X – Y-дифференцированные половые хромосомы, и было определено, что гены, расположенные на хромосоме Drosophila , Х-сцеплены у этих видов ^¹⁵. В Drosophila, , однако, Muller F вернулся к аутосоме более 60 миллионов лет назад, но сохранил многие характеристики, аналогичные предыдущей Х-хромосоме ^{⁷⁴, ⁷⁵}.Элемент Мюллера F у большинства Calliphoridae выделяется как половая хромосома, а доминантный мужской детерминаторный фактор, расположенный на Y-хромосоме, направляет дифференциальную экспрессию генов, определяющих пол, по мужскому пути, что приводит к отчетливым структурным различиям ^{²⁵, ²⁷, ⁷⁶}. У видов, у которых элемент Мюллера сцеплен с полом, можно ожидать, что будет наблюдаться вдвое меньше считываний секвенирования для сопоставления с эталонными последовательностями у самцов по сравнению с самками. При отображении мужских и женских считываний (как AF, так и TF) на каждый элемент Мюллера (A-F) менее 5% ортологичных последовательностей контигов сегрегированы как X-связанные с элементами Мюллера (включая элемент Мюллера F) (Таблица ^S4).Напротив, распределение охвата аутосомных характеристических последовательностей наблюдается во всех элементах Мюллера, подтверждая высокую вероятность недифференцированных половых хромосом у C. rufifacies и вводя клон внутри Calliphoridae, в котором элемент Мюллера F не является преобладающим элементом, сцепленным с полом. Эти результаты также предоставляют доказательства того, что область определения пола может быть небольшой областью в геноме, которую трудно обнаружить с помощью дифференциации охвата эухроматических областей генома.

Повторяющийся ландшафт

Недавно было обнаружено, что повторяющиеся последовательности являются важными предшественниками и участниками архитектуры, стабильности, эволюции и адаптации генома эукариот к окружающей среде ^{⁷⁷, ⁷⁸}. В Stomoxys calcitrans элемент Мюллера, подозреваемый в качестве половой хромосомы, по-видимому, демонстрирует отчетливую структуру повторяющихся элементов ^⁷⁹. Количество повторяющейся ДНК среди видов насекомых сильно различается ^{³⁸, ⁸⁰ — ⁸²}.У некоторых насекомых более 50% генома занято повторяющимися элементами (американский таракан, Periplaneta americana ^⁸²), в то время как у других менее 10% ( Phormia regina, черная муха ^³⁸) . Собранная часть генома C. rufifiacies имеет небольшую долю повторяющихся элементов в сборке, составляющую 6,61% (18 МБ), 6,84% (20 МБ) и 6,89% (19 МБ) TF, AF и M собранных геномов соответственно (Таблица, Таблица ^S5).Преобладающими повторяющимися элементами были простые повторы, которые занимают приблизительно 4,3% (~ 12,5 МБ) геномов C. rufifacies . Остальная часть повторяющегося ландшафта состоит из ~ 0,5% ретротранспозонов ДНК (LTR, LINE и SINE), ~ 0,2% транспозонов ДНК (hAT, CMC, Maverick, Kolobok, Mule, P, PIF, PiggyBac, Sola, TcMar, Zator). , ~ 0,7 катящегося круга, ~ 1% областей низкой сложности и ~ 0,06% неизвестных повторяющихся последовательностей (рис.). В охарактеризованных предполагаемых половых хромосомах 6.17% Х-хромосомы (~ 204 т.п.н.) и 2,77% Y-хромосомы (41,90 т.п.н.) были повторяющимися элементами.

График показывает процент повторяющихся элементов, составляющих повторяющийся ландшафт у C. rufifacies каждого пола. Ретротранспозоны, состоящие из SINE, LINE и LTR, занимали приблизительно 7% от общего рептома, в то время как транспозоны ДНК занимали приблизительно 3% рептома у самцов и самок, продуцирующих самцов, и ~ 2% у самок, продуцирующих самки. Сателлиты и рРНК практически не видны на графике, так как они занимали только 0.07% и 0,05% репликома соответственно. Простые повторы были преобладающим повторяющимся элементом, занимающим почти 65% всего повторяющегося ландшафта.

Заключение

Быстрая диверсификация, вызванная изменениями в эволюционных процессах, привела к изменению механизмов определения пола между видами и внутри видов ^{¹⁵, ⁸³, ⁸⁴}. Семейство Calliphoridae — отличная модель для оценки эволюции половых хромосом как гомоморфных ( C.rufifacies, C. albiceps ^{³³, ³⁵}) и гетероморфные ( L. cuprina, P. regina ^³²) половые хромосомы наблюдаются среди близкородственных видов. Кроме того, в то время как большинство мясных мух являются амфогенными (самки производят равное соотношение потомков самцов и самок), другие, такие как C. rufifacies , обладают отчетливо моногенным потомством (самки производят однополое потомство ^{³⁵, ³⁹} ) система с двумя типами самок (арреногенная и телегенная ^{³⁵, ³⁹}), а пол потомства определяется генотипом матери ^³⁹.Это может быть ответом на давление отбора в отношении инбридинга — получение однополого потомства гарантирует, что полные братья и сестры не будут спариваться друг с другом, что приводит к генетически устойчивой популяции даже тогда, когда численность популяции начинает уменьшаться. Галлицы ^⁸⁵, гессенские мухи ^⁸⁶ и определенные популяции Musca domestica ^⁸⁷ имеют моногенный жизненный анамнез, все из которых, вероятно, связаны с контролем инбридинговой депрессии, а не редкостью, когда ресурсы редки и непредсказуемы.Следовательно, присутствие здесь геномов индивидуального полового проекта будет способствовать решению вопросов о происхождении и эволюции разнообразия механизмов определения пола, наблюдаемых у Calliphoridae.

Поскольку каллифориды являются разложителями и грязными мухами ^⁸⁸, многие из адаптации этой группы также привели к их классификации в качестве сельскохозяйственных вредителей ^⁸⁹ и их полезности в судебно-энтомологических исследованиях ^⁹⁰.Функция многих Calliphoridae как разложителей останков животных также означает, что они являются важными рециклерами питательных веществ ^{⁹¹, ⁹²}, которые вызывают все больший интерес в экологии разложения, поскольку большинство исследований сосредоточено на автотрофной биомассе ^⁹³ . Следовательно, добавление этих черновых геномов и предсказанных генов, кодирующих белок, расширит таксономический диапазон исследуемых организмов и предоставит уникальное понимание молекулярной биологии, экологии и эволюции мясных мух.Это, в сотрудничестве с геномными оценками других видов двукрылых, будет способствовать изучению и предоставлению новых целей для стратегий борьбы с вредителями, основанных на контроле определенных полов. В настоящее время метод стерильных насекомых все еще используется для борьбы с первичной мясной мухой ( Co. hominivorax ), при которой самцов облучают и выпускают в окружающую среду ^⁹⁴. Однако эти предприятия массового производства должны выращивать потомство мужского и женского пола из-за репродуктивной биологии этого вида и сложности дифференциации полов на незрелых стадиях, что приводит к получению пола, который даже не используется и, таким образом, отбрасывается.Понимание механизма образования одного пола и возможность генетически модифицировать другие виды каллифорид, чтобы включить этот переключатель, может обеспечить как экономические, так и сельскохозяйственные выгоды ^{⁹⁵, ⁹⁶}.

В заключение, этот новый геном, состоящий из трех черновых геномов двух типов самок и самцов, представляет собой дополнительные геномные ресурсы каллифоридной мухи, имеющие важное экономическое, сельскохозяйственное, судебное и медицинское значение. Геномы определяют важное звено в изучении эволюции и диверсификации систем определения пола.Мы предоставляем доказательства потери половых хромосом или перемещения очень маленьких компонентов наследственных половых хромосом в аутосомы, поскольку существует мало доказательств наличия половых хромосом в геноме (хотя некоторые выявленные контиги действительно совпадают с традиционными хромосомами, определяющими пол) и нет очевидной закономерности в распределении таких сайтов по элементам Мюллера. Несколько интересных гипотез относительно механизма определения пола этого вида возникли из этой работы, включая роль no blokes /, нарисованных на четвертом , scute , белков желтка и потенциально встроенных Serratia marcescens генов. в этой уникальной моногенной системе определения пола с кажущимся отсутствием (или очень маленькими и, возможно, нео) половыми хромосомами.Интересно, что канонические гены определения пола (преобразователь и Musca domestica мужской детерминатор ) либо продуцировали усеченные белки при аннотировании ( tra ), либо не совпадали ( Mdmd ) с нашим геномным сканированием для определения пола. Эти результаты аналогичны предыдущим экспериментам по окрашиванию хромосом у видов, в которых были обнаружены доказательства только бездочности рядом с предполагаемой транслокацией, определяющей пол ^⁹⁷, хотя стоит отметить, что полный учет локусов определения пола у дрозофилы отсутствовал во время этого эксперимента.Также стоит отметить, что без дочерних элементов и scute (обозначенные здесь как предполагаемая последовательность Х-хромосомы) взаимодействуют в Drosophila ^⁹⁸, обеспечивая (вместе с отсутствием парней на предполагаемом контиге Y хромосомы). ) некоторые доказательства того, что молекулярная функция, подобная дозовой компенсации ^⁹⁹, может быть важна для определения пола C. rufifacies . Эта предполагаемая роль дозовой компенсации совпадает с наблюдаемыми различиями в геномном охвате мужчин и женщин, где у женщин наблюдается два пика охвата, а у мужчин — один.Кроме того, известно, что eyeless ( Pax-6 ) взаимодействует как с дочерними ^{, ¹⁰⁰}, так и с doublesex ^¹⁰¹ в Drosophila ; углубление первоначальной поддержки роли бездочности в Ch. rufifiacies система определения пола. Дополнительные связи идентифицированных мишеней включают hsp70 — Sox9 регуляцию пола в некоторых системах ^⁶⁹ и общую совместную регуляцию генами Pax / Sox в различных системах ^¹⁰².Дополнительная работа по функциональной аннотации каскада генов, определяющих пол, а также идентификация главного переключателя в Ch. rufifacies , приведет к неоценимым и потенциально широкомасштабным последствиям для эволюционной биологии. Хотя эти геномы имеют некоторые ограничения (в основном это фрагментированные геномы), эти геномы и идентифицированные цели являются идеальными отправными точками для более подробного анализа этого механизма определения пола и эволюции половых хромосом.

Методы

Подготовка и секвенирование библиотеки ДНК

Объединенная геномная ДНК была извлечена из голов пяти самок-продуцентов (арреногенные), пяти самок-продуцентов (телигенные) и пяти самцов мух, происходящих из лабораторной колонии хризомий rufifacies (см. ^³⁷ для основ колонии, обслуживания и процедур сбора образцов) с использованием набора DNeasy для экстракции ДНК крови и тканей в соответствии с инструкциями производителя (Qiagen Inc., Валенсия, Калифорния, США). Каждый экстракт количественно определяли с использованием флуориметра Qubit (Thermo Fisher Scientific, Уолтем, Массачусетс, США), так что всего 1 мкг геномной ДНК было отправлено на объект для подготовки библиотеки. Библиотеки (N = 3) были созданы в соответствии с Руководством по подготовке образцов ДНК TruSeq, разработанным Illumina (Каталог № PE-940-2001. Часть № 15 005180 Rev. A, ноябрь 2010 г.). Секвенирование выполняли на трех библиотеках с парными концами с использованием платформы для секвенирования Illumina HiSeq2000 (Illumina Inc, Сан-Диего, Калифорния, США) с длиной считывания 2 × 100 п.н.Как подготовка библиотеки, так и секвенирование были выполнены Центром геномики Университета Пердью (Вест-Лафайет, Индиана, США). Три библиотеки были объединены на одной полосе. Все данные секвенирования, полученные в этом исследовании, были депонированы в Национальном центре биотехнологической информации в архиве считывания последовательностей (NCBI SRA) и доступны под идентификатором BioProject ID PRJNA575047 и регистрационным номером SRA SRP238163.

Предварительная обработка и обрезка качества

Необработанные считывания были обрезаны, чтобы исключить считывания низкого качества (показатель Phred <20) и последовательности адаптеров.Для каждой библиотеки перекрывающиеся пары чтений были объединены в одну последовательность чтения, создавая более длинные и более качественные чтения. Стоимость несоответствия была установлена на 2, стоимость разрыва была установлена на 3, а минимальная оценка, необходимая для принятия выравнивания для слияния, была установлена на 8. Обрезка считывания и слияние были проанализированы с использованием программного обеспечения CLC Genomics Workbench (CLC-GWB v9 ) (Qiagen Inc.). Посторонние или загрязняющие ДНК были отфильтрованы путем сопоставления слитых и обрезанных считываний с фагом 3006 (www.phantome.org, v2016-04-01) и 49 290 бактериальных геномов (www.ncbi.nlm.nih.org, загружено 05/2016 и 03/2017). Митохондриальные чтения были впоследствии удалены путем сопоставления чтения с митохондриальным геномом C. rufifacies ({«type»: «entrez-nucleotide», «attrs»: {«text»: «NC_019634.1», «term_id» : «426406422», «term_text»: «NC_019634.1»}} NC_019634.1). После этого полученные несопоставленные чтения использовались на этапе сборки de novo.

Сборки генома, скаффолдинг и оценка

Сборки генома de novo были выполнены для каждой из трех обработанных и качественно отфильтрованных библиотек (мужской, арреногенной самки и телегенной самки) с использованием ассемблера CLC-GWB v9.Было проведено несколько итераций сборок de novo с размерами k-мер в диапазоне от 24 до 50 нуклеотидов и размером пузырьков в диапазоне от 100 до 1000; с намерением выбрать идеальную сборку с оптимальными параметрами для последующего анализа. Оптимальные размеры k-мер для всех трех наборов библиотек были определены как 32 п.н. Кроме того, транскриптом телегенной самки был также собран только для целей создания каркаса с использованием размера k-мер 32 п.н. Для всех сборок была выбрана стоимость несоответствия 2, стоимость вставки 3 и стоимость удаления 3.Параметры отображения были установлены таким образом, что 50% каждого считывания должны иметь идентичность по крайней мере на 90%, чтобы быть включенными в окончательное отображение. Контиги из каждого из трех собранных черновых геномов создавали каркасом с помощью собранного телегенного транскриптома с использованием программы каркаса каркаса LRNA ^¹⁰³. Эта программа использует контиги транскриптома для ориентации и объединения геномных фрагментов. Расчеты статистики сборки были выполнены с помощью CLC-GWB v9 и инструмента оценки генома QUAST v3.1 ^¹⁰⁴. Картирование покрытия и последующее обнаружение вариантов осуществлялось путем сопоставления считываний собранных геномов без учета позиций с охватом> 100000 и игнорирования разорванных парных считываний. Данные были визуализированы с помощью Microsoft Excel с использованием частотных распределений. Универсальные ортологи с единственной копией (USCO) использовались для оценки полноты и смежности собранных геномов с использованием Benchmarking Universal Single-Copy Orthologs (BUSCO) v2.0.1 ^¹⁰⁵.BUSCO измеряет долю высококонсервативных генов у родственных видов путем картирования и идентификации их с использованием базы данных ортологов (OrthoDB) эукариот, двукрылых, членистоногих и насекомых.

Генное предсказание, аннотация и онтология

Ab initio предсказание последовательностей генов и белков для каждого из трех типов пола выполнялось программой прогнозирования генов Maker ^¹⁰⁶ на трех черновых геномах. Параметр флага «always_complete» в файле maker_opts.ctl был установлен в 1, остальные параметры оставлены с настройками по умолчанию. Чтобы сделать выводы о генных предсказаниях, свидетельство экспрессируемой метки последовательности (EST) для транскрипции гена было получено из собранного лигенного транскриптома и альтернативное свидетельство EST из последовательностей гена D. melanogaster (GCF_000001215.4_Release_6_plus_ISO1_MT_rna). Дополнительные доказательства были получены из белковых последовательностей L. cuprina (GCA_001187945.1_ASM118794v1_protein) , D. melanogaster (GCF_000001215.4_Release_6_plus_ISO1_MT_protein) и последовательность арреногенного женского белка (из предыдущего прогона предсказания генов не опубликовано). Последовательности генов, кодирующие пептидные последовательности длиной ≥ 30 аминокислот, отфильтровывали и сохраняли. Считывания РНК-seq от телегенной самки (номер доступа SRX149675) были картированы на последовательности генов, предсказанные для каждого из трех половых типов, в соответствии с теми же параметрами картирования, которые использовались в процессе сборки генома. Аннотации выполнялись с использованием неизбыточной базы данных BLAST белков членистоногих (BLASTp v2.2.28+) с пороговым значением E ≤ 1E-5 ^⁷⁶. Веб-платформа OrthoVenn ^⁵⁰ была использована для выявления перекрытия среди ортологичных кластеров на основе предсказанных белковых последовательностей двух самок и самцов в перспективе всего генома. Прогнозируемые белковые последовательности для телегенной самки, арреногенной самки и самца были загружены в OrthoVenn независимо в формате fasta, и для проведения анализа использовались параметры по умолчанию. Ортологические кластеры, уникальные для каждого типа пола, общие для двух самок, общие для каждой самки и самца и общие для всех трех, были сгруппированы вместе.Классификация кластеров была проведена в соответствии с данными анализа последовательностей, сравнением сходства белков и филогенетическими отношениями ^⁵⁰. OrthoVenn вывел предполагаемую функцию каждого ортологичного кластера, выполнив поиск белка BLAST в базе данных неизбыточных белков в UniProt. Лучшие совпадения с e-value <1E-5 были определены как предполагаемая функция каждого кластера ^⁵⁰.

Характеристика половой хромосомы

Предполагаемые последовательности хромосом X и Y были охарактеризованы с использованием подхода хромосомного фактора ^⁵³, который использует коэффициенты охвата считывания выравнивания для дифференциации X, Y и аутосомных последовательностей.Программа хромосомного фактора ^⁵³ использовалась для выравнивания мужских и женских считываний на геном друг друга (мужские считывания независимо картируются в мужской геном и в каждый из женских геномов, и наоборот). Строгий критерий выравнивания, требующий, чтобы все считывание отображалось на эталонных контигах с нулевым несоответствием, было сделано для того, чтобы уменьшить количество ложных срабатываний, которые могут быть вызваны сильно повторяющимися последовательностями из Y-хромосом с близкородственными последовательностями на аутосомных или X-хромосомах. из-за событий дублирования ^{⁵³, ⁵⁴}.Хромосомные коэффициенты рассчитывали путем сравнения количества выравниваний из данных женской последовательности с данными мужской последовательности. В идеале предполагаемые последовательности X должны были иметь отношение CQ, равное 2, с последовательностями X, охарактеризованными как последовательности с вдвое большим количеством считываний самок, выровненных по сравнению с мужчинами, в то время как предполагаемые последовательности Y имели отношение CQ, равное 0. Из-за присутствия двух типов самок. (телигенный и арреногенный), подход CQ был реализован на каждой самке независимо, что дало два набора последовательностей X и Y.Последовательности мужских контигов с CQ менее 0,3X были сгруппированы как предполагаемые Y-хромосомы для размещения повторяющихся последовательностей Y, которые могут присутствовать как у мужчин, так и у женщин. Всего 2195 контигов (~ 2 МБ из сравнения мужчин и арреногенных женщин) и 4031 контигов (~ 4 МБ из сравнения мужчин и телигенных женщин) были идентифицированы как предполагаемые последовательности Y-хромосомы. Два предсказанных набора предполагаемых последовательностей Y сравнивали, чтобы определить долю перекрытия, разделяемого между ними. Последовательности женского контига с CQ в диапазоне от 1.6X и 2,5X были сгруппированы как предполагаемые последовательности X. Этот интервал CQ был выбран для уменьшения количества ложных срабатываний. В общей сложности 23 624 контига (~ 64 МБ) и 7448 контигов (~ 15 МБ) от арреногенной и телегенной самки соответственно были отнесены к категории предполагаемых X-хромосом. Сравнительный анализ обоих наборов предполагаемых Х-хромосом был выполнен с помощью CD-HIT-2D-EST v4.5.6 ^{¹⁰⁷, ¹⁰⁸}, чтобы выделить репрезентативный набор C. rufifacies последовательностей Х хромосомы, характеризующихся обеими характеристиками. самки, используя отсечку разницы в длине и отсечку идентичности последовательностей, равную 80%.Нуклеотидный BLAST (BLASTn v2.6.0 +, отсечка E-значения ≤ 1E-5) выполняли на охарактеризованных последовательностях половых хромосом с использованием неизбыточной базы данных нуклеотидов ^¹⁰⁹. Полученные результаты BLAST были функционально охарактеризованы с использованием параметров по умолчанию для Blast2GO v5.1.13 ^¹¹⁰ и терминов генной онтологии (GO), присвоенных результатам BLAST. Функциональные категории были упрощены с использованием функциональности GO slim в Blast2GO и анализа обогащения с использованием точного теста Фишера, проведенного для них.Обогащенные термины GO и соответствующие им значения FDR были обобщены и распределены по трем доменам GO: биологические процессы, клеточный компонент и молекулярные функции; и визуализируется с использованием настроек по умолчанию веб-сервера REViGO ^¹¹¹.

Х-сцепленные элементы Muller

Кодирующие последовательности содержимого хромосомных генов (элементы Muller A-F) из Drosophila melanogaster были загружены из GenBank. Для каждого гена были отобраны самые длинные изоформы, в результате получилось 10 488 кодирующих последовательностей.После этого их опрашивали относительно собранных геномов самца и двух самок с использованием транслированного нуклеотида и базы данных (tBLASTx v2.6.0 +, отсечка E-значения ≤ 1E-5) для идентификации ортологичных последовательностей контигов в геномах. Ортологические последовательности контигов были отнесены к соответствующим элементам Мюллера, с которыми они сегрегированы. Чтобы определить, какие элементы Мюллера были X-связанными в C. rufifacies, считываний мужской и женской последовательностей были сопоставлены с идентифицированными ортологичными последовательностями контигов с использованием картографа считывания CLC-GWB v9 и сравнивались покрытия считывания.Чтобы уменьшить количество ложных срабатываний, использовались строгие параметры сопоставления, так что для включения в окончательное сопоставление 100% каждого считывания должно иметь идентичность не менее 80%. Программа DESeq ^¹¹² использовалась для идентификации любых дифференциальных покрытий считывания, наблюдаемых в ортологичных элементах Мюллера, для идентификации последовательностей с вдвое большей численностью у самок, чем у самцов, путем расчета коэффициента покрытия Log2 (M / F). Последовательности Contig с коэффициентом покрытия Log2 (M / F) в диапазоне -0.6 и -1,3 считались X-связанными.

Анализ повторяющейся последовательности

Библиотека всех известных повторяющихся элементов Diptera использовалась для идентификации повторяющихся элементов в каждом из 3 геномов и предположительно охарактеризованных хромосомах X и Y с помощью программы RepeatMasker v4.0.7 в режиме по умолчанию.

Ссылки

1. Эбботт Дж. К., Норден А. К., Ханссон Б. Эволюция половых хромосом: исторические взгляды и перспективы на будущее. Proc. Биол. Sci. 2017; 284 (1854): 20162806. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 3.Бартон Н.Х., Чарльзуорт Б. Почему секс и рекомбинация? Наука. 1998. 281 (5385): 1986–1990. DOI: 10.1126 / science.281.5385.1986. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 4. Бергеро Р., Чарльзуорт Д. Эволюция ограниченной рекомбинации в половых хромосомах. Trends Ecol. Evol. 2009. 24 (2): 94–102. DOI: 10.1016 / j.tree.2008.09.010. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 5. Кубат З. и др. Накопление микросателлитов на Y-хромосоме у Silene latifolia . Геном. 2008. 51 (5): 350–356. DOI: 10.1139 / G08-024.[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 6. Чарльзуорт Б., Сниговски П., Стефан В. Эволюционная динамика повторяющейся ДНК у эукариот. Природа. 1994. 371 (6494): 215–220. DOI: 10.1038 / 371215a0. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 7. Бык JJ. Эволюция механизмов определения пола. Менло Парк Калифорния: Издательство Бенджамина Каммингса; 1983. [Google Scholar] 8. Чарльзуорт Д., Чарльзуорт Б., Марэ Г. Шаги в эволюции гетероморфных половых хромосом. Наследственность (Единб) 2005; 95 (2): 118–128.DOI: 10.1038 / sj.hdy.6800697. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 9. Чарльзуорт Б. Эволюция половых хромосом. Наука. 1991. 251 (4997): 1030–1033. DOI: 10.1126 / science.1998119. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 10. Schutt C, Nothiger R. Структура, функция и эволюция систем определения пола у двукрылых насекомых. Разработка. 2000. 127 (4): 667–677. [PubMed] [Google Scholar] 12. Санчес Л. Механизмы определения пола у насекомых. Int. J. Dev. Биол. 2008. 52: 837–856. DOI: 10.1387 / ijdb.072396ls.[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 13. Nigro RG, Campos MCC, Perondini ALP. Температура и соотношение полов в потомстве Sciara ocellaris (Diptera, Sciaridae) Genet. Мол. Биол. 2007. 30 (1): 152–158. DOI: 10.1590 / S1415-47572007000100026. [CrossRef] [Google Scholar] 14. Конте М.А. и др. Высококачественная сборка генома нильской тилапии ( Oreochromis niloticus ) выявляет структуру двух областей определения пола. BMC Genom. 2017; 18 (1): 341. DOI: 10.1186 / s12864-017-3723-5. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 16.Чжан Дж. И др. Геномика определения пола. Curr. Opin. Plant Biol. 2014. 18: 110–116. DOI: 10.1016 / j.pbi.2014.02.012. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 17. Чжоу Q и др. Расшифровка эволюции неополовой и В-хромосомы по черновому варианту генома Drosophila albomicans . BMC Genom. 2012; 13: 109. DOI: 10.1186 / 1471-2164-13-109. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 18. Сарре С.Д., Эзаз Т., Жорж А. Переходы между системами определения пола у рептилий и земноводных. Анну.Преподобный Геном. Гм. Genet. 2011; 12: 391–406. DOI: 10.1146 / annurev-genom-082410-101518. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 19. Эггерт К. Определение пола: модели земноводных. Репродукция. Nutr. Dev. 2004. 44 (6): 539–549. DOI: 10,1051 / номер: 2004062. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 20. Миура И. Половая принадлежность и половые хромосомы у амфибий. Sex Dev. 2017; 11 (5–6): 298–306. DOI: 10,1159 / 000485270. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 21. Шмид М., Стейнлейн С. Половые хромосомы, сцепленные с полом гены и определение пола у амфибий класса позвоночных.EXS. 2001; 91: 143–176. [PubMed] [Google Scholar] 22. Luckenbach JA, et al. Определение пола у камбалов: механизмы и влияние окружающей среды. Семин. Клетка. Dev. Биол. 2009. 20 (3): 256–263. DOI: 10.1016 / j.semcdb.2008.12.002. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 23. Эллегрен Х. Эволюция половых хромосом: недавний прогресс и влияние мужской и женской гетерогаметности. Nat. Преподобный Жене. 2011. 12 (3): 157–166. DOI: 10,1038 / NRG2948. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 25. Ullerich FH, Schottke M. Кариотипы, конститутивный гетерохроматин и значения геномной ДНК в геноме мясных мух Chrysomya , Lucilia и Protophormia (Diptera: Calliphoridae).2006. 49 (6): 584–597. DOI: 10.1139 / g06-013. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 26. Батиста MR, et al. Фотографическая карта политенных хромосом Cochliomyia hominivorax . Med. Вет. Энтомол. 2009; 23 (Приложение 1): 92–97. DOI: 10.1111 / j.1365-2915.2008.00775.x. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 27. Parise-Maltempi PP, Avancini RM. С-бэндинг и FISH в хромосомах мухи Chrysomya megacephala и Chrysomya putoria (Diptera, Calliphoridae) Mem. Inst.Освальдо Крус. 2001. 96 (3): 371–377. DOI: 10.1590 / S0074-02762001000300015. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 28. Скотт MJ, Пимслер ML, Tarone AM. Механизмы определения пола у Calliphoridae (мухи) Sex Dev. 2014; 8 (1–3): 29–37. DOI: 10,1159 / 000357132. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 29. Bedo DG. Репликация дифференциальных половых хромосом и дозовая компенсация в клетках политенных трихогенов хромосомы Lucilia cuprina (Diptera: Calliphoridae). 1982; 87 (1): 21–32. DOI: 10.1007 / BF00333507.[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 30. Чирино М.Г., и др. Сравнительное исследование митотических хромосом у двух мясных мух, Lucilia sericata и L. cluvia (Diptera, Calliphoridae), с помощью C- и G-подобных паттернов полос и локусов рРНК, а также их влияния на эволюцию кариотипа. Комп. Cytogenet. 2015; 9 (1): 103–118. DOI: 10.3897 / CompCytogen.v9i1.8671. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 31. Пикард CJ, Джонстон JS, Tarone AM. Размеры генома криминалистически значимых двукрылых.J. Med. Энтомол. 2012. 49 (1): 192–197. DOI: 10.1603 / ME11075. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 32. Ullerich FH. Geschlechtschromosomen und Geschlechtsbestimmung bei einigen Calliphorinen (Calliphoridae, Diptera) Chromosoma. 1963; 14: 45–110. DOI: 10.1007 / BF00332610. [CrossRef] [Google Scholar] 33. Ullerich FH. Идентификация генетических половых хромосом у моногенной мясной мухи Chrysomya rufifacies (Calliphoridae, Diptera) Хромосома. 1975. 50 (4): 393–419. DOI: 10.1007 / BF00327076. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

34.Рой, Д. Н. и Сиддонс, Л. Б. Об истории жизни и биономике Chrysomya rufifacies Macq. (Отряд Diptera, семейство Calliphoridae). Паразитология 31 (4), 442–447 (1939).

35. Ullerich, F.H., Monogen Fortpflanzung bei der Fliege Chrysomya albiceps . Zeitschrift für Naturforschung 13b , 473–474 (1958).

36. Kirchhoff C, Schroeren V. Моногенное размножение позволяет сравнивать белковые паттерны предопределенных яичников и эмбрионов самок и самцов у Chrysomya rufifacies (Diptera, Calliphoridae) Comp.Biochem. Phys. Б. 1986. 85: 693–699. DOI: 10.1016 / 0305-0491 (86)

-6. [CrossRef] [Google Scholar] 37. Ullerich FH. Анализ предопределяющего эффекта реализатора пола при трансплантации яичников у моногенной мухи Chrysomya rufifacies . Арка Вильгельма Ру. Dev. Биол. 1980; 188: 37–43. DOI: 10.1007 / BF00848608. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 38. Андере А.А. и др. Последовательность генома Phormia regina Meigen (Diptera: Calliphoridae): значение для медицинских, ветеринарных и судебных исследований.BMC Genom. 2016; 17 (1): 842. DOI: 10.1186 / s12864-016-3187-z. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 39. Ullerich FH. Die genetische Grundlage der Monogenie bei der Schmeißfliege Chrysomya rufifacies (Calliphoridae, Diptera) Mol. Genet Genet. 1973; 125 (2): 157–172. DOI: 10.1007 / BF00268869. [CrossRef] [Google Scholar] 40. Ullerich FH. Анализ определения пола у моногенной мясной мухи Chrysomya rufifacies методом трансплантации полюсных клеток. Мол. Genet Genet. 1984; 193: 479–487.DOI: 10.1007 / BF00382087. [CrossRef] [Google Scholar] 41. Зе, С.Х. и др., Масштабируемый и эффективный с точки зрения памяти алгоритм для сборки транскриптомов de novo немодельных организмов . BMC Genom. 2017. 18 . [Бесплатная статья PMC] [PubMed] 42. Геном арабидопсиса I. Анализ последовательности генома цветкового растения Arabidopsis thaliana . Природа. 2000. 408 (6814): 796–815. DOI: 10,1038 / 35048692. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 43. Bennett MD, et al. Сравнение с Caenorhabditis (примерно 100 МБ) и Drosophila (примерно 175 МБ) с использованием проточной цитометрии показывает, что размер генома у Arabidopsis составляет примерно 157 МБ и, таким образом, примерно на 25% больше, чем оценка геномной инициативы Arabidopsis примерно 125 Мб.Анна. Бот. 2003. 91 (5): 547–557. DOI: 10.1093 / aob / mcg057. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 44. Адамс, доктор медицины и др. Последовательность генома Drosophila melanogaster . Наука. 2000. 287 (5461): 2185–2195. DOI: 10.1126 / science.287.5461.2185. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 45. Анстед, К. А. и др. Люсилия куприна Геном открывает доступ к биологии паразитических мух для поддержки будущих вмешательств. Нат. Коммуна 6 , (2015). [Бесплатная статья PMC] [PubMed] 47.Blanc G, Hokamp K, Wolfe KH. Недавняя полиплоидия, наложенная на более старые крупномасштабные дупликации в геноме Arabidopsis . Genome Res. 2003. 13 (2): 137–144. DOI: 10.1101 / gr.751803. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 49. Hare, E.E. и J.S. Johnston, Определение размера генома с использованием проточной цитометрии ядер, окрашенных йодидом пропидия. В Молекулярные методы эволюционной генетики. Методы молекулярной биологии (методы и протоколы) , R.M. Оргогозо В., Редактор. 2012, Humana Press. С. 3–12. [PubMed] 50. Ван И и др. OrthoVenn: веб-сервер для полногеномного сравнения и аннотации ортологичных кластеров нескольких видов. Nucleic Acids Res. 2015; 43 (W1): W78–84. DOI: 10.1093 / nar / gkv487. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 51. Attrill H, et al. FlyBase: создание ресурса группы генов для Drosophila melanogaster . Nucleic Acids Res. 2016; 44 (D1): D786 – D792. DOI: 10.1093 / нар / gkv1046. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 52.Баунс М., Демпстер М., Блэр М. Регулирование экспрессии гена белка желтка в Drosophila melanogaster . Ciba Found Symp. 1983; 98: 63–79. [PubMed] [Google Scholar] 53. Холл А.Б. и др. Шесть новых генов Y-хромосомы у комаров Anopheles обнаружены путем независимого секвенирования самцов и самок. BMC Genom. 2013; 14: 273. DOI: 10.1186 / 1471-2164-14-273. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 54. Холл А.Б. и др. Понимание сохранения гомоморфной половой хромосомы Aedes aegypti благодаря открытию гена, предрасположенного к мужчинам, тесно связанного с М-локусом.Genome Biol. Evol. 2014; 6 (1): 179–191. DOI: 10.1093 / GBE / evu002. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 55. Negre B, Simpson P. Разнообразие мобильных элементов и повторов в области 600 т.п.н. у мухи Calliphora vicina . Моб. ДНК. 2013; 4 (1): 13. DOI: 10.1186 / 1759-8753-4-13. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 56. Вришник Л.А. и др. Рекрутирование щитка пронейрального гена на путь определения пола Drosophila . Генетика. 2003; 165 (4): 2007–2027.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 57. Martinez A, Bownes M. Специфичность поглощения белка желтка у cyclorrhaphan diptera сохраняется в процессе эволюции. J. Mol. Evol. 1992. 35 (5): 444–453. DOI: 10.1007 / BF00171823. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 58. Барнетт Т. и др. Выделение и характеристика генов белка желтка дрозофилы . Клетка. 1980. 21 (3): 729–738. DOI: 10.1016 / 0092-8674 (80)

-5. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 59. Скотт MJ и др. Организация и экспрессия кластера генов белков желтка в мясной мухе австралийских овец Lucilia cuprina .Genetica. 2011; 139 (1): 63–70. DOI: 10.1007 / s10709-010-9492-6. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 60. Tarone AM и др. Генетическая изменчивость в сети экспрессии белка Yolk Drosophila melanogaster : отрицательные корреляции с учетом пола с долголетием. Наследственность. 2012. 109 (4): 226–234. DOI: 10.1038 / hdy.2012.34. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 61. Тарон А.М., Насер Ю.М., Нуждин С.В. Генетическая изменчивость экспрессии генов пути определения пола у Drosophila melanogaster .Genet. Res. 2005. 86 (1): 31–40. DOI: 10.1017 / S0016672305007706. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 62. Буртис К.С., Бейкер Б.С. Drosophila doublesex Ген контролирует соматическую половую дифференциацию, продуцируя альтернативно сплайсированные информационные РНК, кодирующие родственные полоспецифические полипептиды. Клетка. 1989. 56 (6): 997–1010. DOI: 10.1016 / 0092-8674 (89)

-8. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 63. Majewska MM, et al. Белки желтка в мужской репродуктивной системе плодовой мушки Drosophila melanogaster : пространственные и временные паттерны экспрессии.Насекомое. Biochem. Мол. Биол. 2014; 47: 23–35. DOI: 10.1016 / j.ibmb.2014.02.001. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 64. Буртис К.С. и др. Белки doublesex Drosophila melanogaster связываются непосредственно с энхансером гена белка желтка, специфичным для пола. EMBO J. 1991; 10 (9): 2577–2582. DOI: 10.1002 / j.1460-2075.1991.tb07798.x. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 65. Дэвис, Р.Дж. и др., Для жизнеспособности самцов и экспрессии гена Х-хромосомы у австралийских овец Blowfly не требуется никаких парней. Curr. Биол. 2018. [PubMed] 66. Ларссон Дж. И др. Картина четвертого, хромосомоспецифического белка Drosophila . Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 2001. 98 (11): 6273–6278. DOI: 10.1073 / pnas.111581298. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 67. Ларссон Дж. И др. Окраска четвертой в роду Drosophila предполагает аутосомно-специфическую регуляцию гена. Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 2004. 101 (26): 9728–9733. DOI: 10.1073 / pnas.0400978101. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 68.Конча С. и др. Организация и экспрессия генов мясной мухи австралийской овцы ( Lucilia cuprina ) hsp23 , hsp24 , hsp70 и hsp83 . Насекомое. Мол. Биол. 2012. 21 (2): 169–180. DOI: 10.1111 / j.1365-2583.2011.01123.x. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 69. Маршалл О.Дж., Харлей В.Р. Идентификация взаимодействия между SOX9 и HSP70. FEBS Lett. 2001. 496 (2–3): 75–80. DOI: 10.1016 / S0014-5793 (01) 02407-3. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 70.He Y, et al. Идентификация белка теплового шока, обогащенного семенниками, и четырнадцати членов семейства Hsp70 у болотного угря. PLoS ONE. 2013; 8 (6): e65269. DOI: 10.1371 / journal.pone.0065269. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 71. Chebbi MA, et al. Геном Armadillidium vulgare (Crustacea, Isopoda) дает представление об эволюции половых хромосом в контексте определения пола в цитоплазме. Мол. Биол. Evol. 2019; 36 (4): 727–741. DOI: 10.1093 / molbev / msz010. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 72.Morran LT, et al. Бег с Красной Королевой: совместная эволюция паразита и хозяина выбирает двупородный пол. Наука. 2011. 333 (6039): 216–218. DOI: 10.1126 / science.1206360. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 75. Leung W, et al. Drosophila Muller f-элементов поддерживают определенный набор геномных свойств на протяжении 40 миллионов лет эволюции. G3 (Bethesda) 2015; 5 (5): 719–740. DOI: 10.1534 / g3.114.015966. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 76. Boyes JW, Slatis HM.Соматические хромосомы высших двукрылых. IV. Биометрическое исследование хромосом Hylemya. Хромосома. 1954. 6 (6–7): 79–88. [PubMed] [Google Scholar] 77. Юрка Дж. И др. Повторяющиеся последовательности в сложных геномах: структура и эволюция. Анну. Преподобный Геном. Гм. Genet. 2007. 8: 241–259. DOI: 10.1146 / annurev.genom.8.080706.0

. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 78. Шмидт А.Л., Андерсон Л.М. Повторяющиеся элементы ДНК как медиаторы геномных изменений в ответ на сигналы окружающей среды. Биол. Преподобный Камб. Филос.Soc. 2006. 81 (4): 531–543. DOI: 10.1017 / S146479310600710X. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

79. Олафсон П.У., Аксой С. и др. Функциональная геномика стабильной мухи Stomoxys calcitrans выявляет механизмы, лежащие в основе воспроизводства, взаимодействия с хозяином и новые мишени для борьбы с вредителями. BioRxiv , 2019.

81. Кокберн А.Ф., Mitchell SE. Повторяющиеся паттерны вкрапления ДНК у двукрылых. Arch. Насекомое. Biochem. Physiol. 1989. 10 (2): 105–113. DOI: 10.1002 / arch.940100202. [CrossRef] [Google Scholar] 82.Ли С. и др. Геномные и функциональные пейзажи пластичности развития американского таракана. Nat. Commun. 2018; 9 (1): 1008. DOI: 10.1038 / s41467-018-03281-1. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 83. Гемпе Т., Бей М. Функция и эволюция механизмов, генов и путей определения пола у насекомых. BioEssays. 2011; 33 (1): 52–60. DOI: 10.1002 / bies.201000043. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 84. Junqueira, A.C.M., et al., Крупномасштабная митогеномика позволяет получить представление о радиации и популяционном разнообразии Schizophora (Diptera) . Sci. Отчет 2016. 6 . [Бесплатная статья PMC] [PubMed] 85. Табадкани С.М., Хансефид М., Ашури А. Моногения, забытый механизм предотвращения инбридинга в небольших популяциях галлиц. Энтомол. Exp. Прил. 2011. 140 (1): 77–84. DOI: 10.1111 / j.1570-7458.2011.01130.x. [CrossRef] [Google Scholar] 86. Benatti TR, et al. Неополовая хромосома, которая управляет постзиготным определением пола у гессеновой мухи ( Mayetiola destructor ). Генетика. 2010. 184 (3): 769–777. DOI: 10.1534 / генетика.109.108589. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 87. Дюбендорфер А., Хедигер М. Ген F, определяющий самку домашней мухи, Musca domestica , действует по материнской линии, регулируя ее собственную зиготическую активность. Генетика. 1998. 150 (1): 221–226. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 88. Tomberlin JK и др. Обзор взаимодействия бактерий с мясными мухами (Diptera: Calliphoridae), имеющего медицинское, ветеринарное и судебное значение. Анна. Энтомол. Soc. Являюсь. 2017; 110 (1): 19–36.DOI: 10.1093 / aesa / saw086. [CrossRef] [Google Scholar] 89. Стивенс-младший. Эволюция миаза у мясных мух (Calliphoridae) Int. J. Parasitol. 2003. 33 (10): 1105–1113. DOI: 10.1016 / S0020-7519 (03) 00136-X. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

90. Берд, Дж. Х. and J.L. Castner, eds. Судебная энтомология: использование членистоногих в юридических исследованиях, 2-е изд. 2010, CRC Press: Бока-Ратон, Флорида. 681.

91. Payne JA. Исследование летней падали на детеныше свиньи Sus scrofa Linnaeus.Экология. 1965. 46 (5): 592–602. DOI: 10.2307 / 1934999. [CrossRef] [Google Scholar]

92. Бенбоу, M.E., J.K. Томберлин, А.М. Тарон, Экология падальщиков, эволюция и их применение. 2015, Бока-Ратон: CRC Press, стр. 577.

93. Benbow ME, et al. Каркас некробиома для преодоления экологии разложения автотрофного и гетеротрофного органического вещества. Ecol. Monogr. 2019; 89 (1): e01331. DOI: 10.1002 / ecm.1331. [CrossRef] [Google Scholar]

94. Klassen, W. and C.Ф. Кертис, История техники стерильных насекомых. In Sterile Insect Technique , Hendrichs J., Dyck, V.A., Robinson A., Editor. 2005 г., Springer: Dordrecht.

95. Скотт MJ, et al. Генетический контроль личинки мух с использованием трансгенных штаммов только мужского пола. Transgenic Res. 2018; 27 (5): 474–474. [Google Scholar] 96. Генрих JC, Скотт MJ. Репрессируемая летальная генетическая система, специфичная для самок, для создания штаммов трансгенных насекомых, пригодных для программы стерильного выпуска. Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 2000. 97 (15): 8229–8232.DOI: 10.1073 / pnas.140142697. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 97. Clausen S, Ullerich F-H. Гомология последовательностей между политенной полосой в генетических половых хромосомах Chrysomya rufifacies и бездочерним геном Drosophila melanogaster . Naturwissenschaften. 1990. 77 (3): 137–138. DOI: 10.1007 / BF01134479. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 98. Кабрера CV, Алонсо MC. Активация транскрипции гетеродимерами Achaete Scute и дочерними генными продуктами Drosophila .EMBO J. 1991; 10 (10): 2965–2973. DOI: 10.1002 / j.1460-2075.1991.tb07847.x. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 100. Танака-Матакацу М. и др. Гомодимер без дочерних клеток действует синергетически с Eyeless, вызывая экспрессию атона и дифференцировку нейронов сетчатки. Dev. Биол. 2014. 392 (2): 256–265. DOI: 10.1016 / j.ydbio.2014.05.019. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 102. Блейк Дж.А., Зиман MR. Гены Pax : регуляторы спецификации клонов и поддержания клеток-предшественников.Разработка. 2014. 141 (4): 737–751. DOI: 10.1242 / dev.0. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 105. Simao FA, et al. BUSCO: оценка сборки генома и полноты аннотации с помощью ортологов с единственной копией. Биоинформатика. 2015. 31 (19): 3210–3212. DOI: 10.1093 / биоинформатика / btv351. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 106. Cantarel BL, et al. MAKER: простой в использовании конвейер аннотаций, разработанный для новых модельных геномов организмов. Genome Res. 2008. 18 (1): 188–196. DOI: 10.1101 / gr.6743907. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 107.Fu L, et al. CD-HIT: ускорен для кластеризации данных секвенирования следующего поколения. Биоинформатика. 2012. 28 (23): 3150–3152. DOI: 10.1093 / биоинформатика / bts565. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 108. Хуанг Y и др. CD-HIT Suite: веб-сервер для кластеризации и сравнения биологических последовательностей. Биоинформатика. 2010. 26 (5): 680–682. DOI: 10.1093 / биоинформатика / btq003. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 110. Конеса А. и др. Blast2GO: универсальный инструмент для аннотации, визуализации и анализа в исследованиях функциональной геномики.HDÜI: iai038 / ncomms6495 | ОТКРЫТЬ

Сменные островки элементов способствуют адаптации инвазивных видов к новым условиям окружающей среды

Лукас Шрадер1 ‘*, Джей В. Ким2, Даниэль Энс3, Алексей Зимин4, Антония Кляйн1, Катарина Вышецки1, Тобиас Вайхсельгартнер1, Карстен Кемена5, Йоханнес Стокл1, Ева Шультнер6, Янник Вурм7,9, Юнделл Д. , Юрген Гадау10 и Ян Эттлер1, i

Адаптация требует генетической изменчивости, но популяции-основатели обычно генетически истощены.Здесь мы секвенируем две популяции инбредных муравьев, которые различаются по фенотипу, чтобы определить, как генерируется изменчивость. Cardiocondyla obscurior имеет наименьший из секвенированных геномов муравьев, и его структура предполагает фундаментальную роль мобильных элементов (TE) в адаптивной эволюции. Накопления ТЕ (ТЕ-островки), составляющие 7,18% генома, развиваются быстрее, чем другие области, в отношении однонуклеотидных вариантов, дупликаций и делеций гена / экзона и гомологии генов. Неслучайное распределение семейств генов, экспрессия генов, специфичных для личинок / взрослых особей, и признаки дифференциального метилирования в островках ТЕ указывают на внутригеномные различия в регуляции, темпах эволюции и объединяющем эффективном размере популяции.Наше исследование показывает трехстороннее взаимодействие между ТЕ, историей жизни и адаптацией у инвазивных видов.

11nstitut für Zoologie, Universität Regensburg, 93053 Regensburg, Germany. 2 Кафедра биомолекулярной инженерии Калифорнийского университета в Санта-Крус, Санта-Крус, Калифорния 95064, США. 3 Институт генетики человека Эклза, Университет штата Юта, Солт-Лейк-Сити, штат Юта 84112, США. 4 Институт физических наук и технологий Мэрилендского университета, Колледж-Парк, Мэриленд 20742, США.5 Институт эволюции и биоразнообразия, Westfalische Wilhelms-Universitüt, 48149 Münster, Германия. 6 Департамент биологических наук, Университет Хельсинки, 00014 Хельсинки, Финляндия. 7 Школа биологических и химических наук, Лондонский университет Королевы Марии, Лондон E1 4NS, Великобритания. 8 Департамент биологии Государственного университета Сан-Франциско, Сан-Франциско, Калифорния 94132, США. 9 Центр генетических открытий штата Юта, Университет штата Юта, Солт-Лейк-Сити 84112, США 10 Школа естественных наук, Университет штата Аризона, Темпе, Аризона 85287, США.

* Эти авторы внесли равный вклад в эту работу. Переписку и запросы материалов следует направлять J.O. (электронная почта: [email protected]).

Истощение генетической изменчивости пагубно сказывается на эволюции и адаптации видов1. Низкие генетические и фенотипические вариации распространены в популяциях-основателях, где только один или несколько генотипов изолированы от исходной популяции. В таких условиях уменьшенный эффективный размер популяции (Ne) должен снизить эффективность отбора и увеличить генетический дрейф, что приведет только к слабому отбору против умеренно вредных аллелей, которые могут таким образом накапливаться2.Эти эффекты должны быть еще сильнее у инбридинговых видов3 и таксонов с низким содержанием Ne, таких как социальные насекомые4. Несмотря на эти ограничения адаптивной эволюции, многие инбредные или самоопыляющиеся виды процветают и могут вторгаться в новые среды обитания. Это поднимает вопрос о том, как генетическая изменчивость как сырье для адаптации генерируется в таких системах.

Однонуклеотидные замены являются важным фактором адаптации5 и видового разнообразия6,7. Однако другие структурные и регуляторные единицы, такие как мобильные элементы (TE) и эпигенетические модификации, могут действовать как движущие силы в адаптации и эволюции8.TEs играют особенно важную роль в эволюции генома9 и периодически генерируют адаптивные фенотипы 10-13, в первую очередь, посредством (ретро) транспозиции 14 и, во вторую очередь, посредством эктопической рекомбинации и аберрантной транспозиции 15.

Инвазивный инбридинговый муравей Cardiocondyla obscurior (рис. 1) представляет собой подходящую модель для изучения того, как виды адаптируются к новым местам обитания, несмотря на ограничения, налагаемые историей инвазии, жизненным циклом или и тем, и другим. Родом из Юго-Восточной Азии, C. obscurior установил популяции в теплом климате по всему миру из популяций-основателей, которые предположительно состояли только из одной или нескольких инбредных колоний, каждая с несколькими репродуктивными матками и несколькими десятками бесплодных рабочих.У этого вида связанные бескрылые самцы и самки (королевы) спариваются внутри колонии, после чего королевы покидают колонию с группой рабочих, чтобы найти поблизости новое гнездо. При значительном уменьшении степени потока генов между колониями, такое поведение обеспечивает половое размножение в пределах одной и той же колонии и позволяет колониям с одним основателем быстро колонизировать новые среды обитания. В то же время

Рисунок 1 | Два рабочих C. obscurior и останки мухи. Незаметные колонии этого вида, спрятанные в небольших полостях растений, часто попадают в новые места обитания благодаря глобальной торговле.Несмотря на сильные генетические узкие места, даже одиночных колоний с небольшим количеством репродуктивных особей достаточно для создания стабильных популяций.

Сочетание длительного инбридинга с серьезными генетическими узкими местами сильно снижает Ne у этого вида. В таких условиях предсказывается, что генетический дрейф резко истощит генетическую изменчивость, таким образом, мало что останется для отбора.

Здесь мы исследуем геномы C. obscurior из двух инвазивных популяций (Бразилия BR и Япония JP), чтобы выявить признаки дивергенции на геномном уровне и определить, как виды могут быстро адаптироваться к различным средам обитания.Мы обнаруживаем четкие фенотипические различия между популяциями и сильную корреляцию между накоплением TE («TE-острова») и генетической изменчивостью. Наши результаты предполагают, что острова TE могут функционировать как родниковые колодцы для генетической диверсификации популяций основателей этого инвазивного вида. Четкая организация TE-островов, их генный состав и их регуляция геномом добавляют убедительные доказательства роли TE как игроков в дифференцировке, адаптации и видообразовании.

Результаты

Фенотипические различия между линиями BR и JP.Колонии из двух популяций содержали одинаковое количество рабочих (U-критерий Манна-Уитни = 778,5, Z = — 0,634, P = 0,526; BR: медиана = 28, квартили 21,75 и 51,25, n = 27 колоний; JP: медиана = 29 , квартили 16 и 47, n = 64), но число маток было выше в Японии (U-критерий Манна-Уитни = 501, Z = — 3,084, P <0,003; BR: 5 ферзей, квартили 3, 8; JP: медиана = 10, квартили 4 и 19). Размеры тела маток и рабочих из BR были значительно меньше, чем у особей JP, но бескрылые самцы не различались ни по одному из измеренных признаков (см. Дополнительную информацию).

У муравьев кутикулярные химические соединения играют особенно важную роль в распознавании родства, что имеет решающее значение для целостности вида, но на более глубоком уровне также является требованием для поддержания альтруизма16. Анализ экстрактов кутикулярных соединений от рабочих BR и JP показал, что состав соединений значительно различается между двумя линиями (многомерный дисперсионный анализ: df = 2, F = 10,33, R2 = 0,39, P <0,001), и образцы были правильно классифицированы в соответствии с популяцией. происхождения в 83.3% случаев (дополнительная таблица 1; дополнительный рисунок 1).

Линии также различались по поведению: колонии BR были значительно более агрессивны по отношению как к рабочим, так и к маткам их собственной линии, в то время как колонии JP более охотно принимали рабочих и маток JP (PWorkers JPxJP по сравнению с BR x BR = 0,000296, PQueens JP x JP по сравнению с BR x BR = 7.98e — 07, дополнительный рисунок 2). Столкнувшись с представителями другой линии, колонии BR были такими же агрессивными, как и при столкновениях внутри популяции (PWorkers BR x JP против BR x BR = 0.39, PQueens BR x JP против BR x BR = 0,94), в то время как колонии JP снова были значительно менее агрессивными (PWorkers JP x BR против BR x BR = 0,000131, PQueens BR x Jp против BR x BR = 1,23e — 07). Тестирование на дискриминацию рабочих другого вида муравьев, Wasmannia auropunctata, вызывало одинаково высокие агрессивные реакции в обеих линиях, предполагая, что популяции BR и JP в целом не различаются по своему агрессивному потенциалу.

Геном C. obscurior компактный и богат TE класса I.

Используя MSR-CA версии 1.4, мы создали черновик эталонного генома размером 187,5 МБ на основе секвенирования парных концов нескольких сотен диплоидных самок (секвенирование 454 Titanium FLX) и библиотеки 200 пар оснований, созданной из пяти гаплоидных самцов (Illumina HiSeq2000; Таблица 2), все они происходят из одной бразильской колонии. Автоматическая аннотация генов с использованием MAKER версии 2.20 (ссылка 17) была подтверждена 454 данными RNAseq нормализованной библиотеки, полученной из пула всех каст и

стадии развития.Мы отфильтровали сборку прокариотических каркасов и сократили исходные 11 084 каркаса до 1854 каркасов, содержащих все генные модели и в общей сложности 94,8% (177,9 МБ) собранной последовательности. Доступ к геному можно получить на сайтах antgenomes.org/ и hymenopteragenome.org.

Окончательный набор генов содержит 17,552 гена, из которых 9552 гена имеют известный белковый домен, обнаруженный с помощью IPRScan (www.ebi.ac.uk/interpro/), и попадает в диапазон недавних оценок для восьми других секвенированных видов муравьев18- 26.Из всех генов 72,5% имеют расстояние редактирования аннотации менее 0,5, что согласуется с хорошо аннотированным геномом27 (дополнительная таблица 3).

Геном C. obscurior является наименьшим из секвенированных геномов муравьев 18–26. Хотя нет никакой оценки физического размера генома для C. obscurior, собранные последовательности и физические оценки тесно коррелированы в семи геномах муравьев (LM в R: R2 = 0,73, F1; 5 = 13,7, P = 0,014, из ссылки 28), предполагая, что C. obscurior имеет самый маленький геном, зарегистрированный до сих пор для видов муравьев 29.В целом, предварительный размер генома проанализированных секвенированных муравьев отрицательно коррелирует с относительным содержанием экзонов (GLM в R: df = 6, F = 150,55, P <0,001), но не с относительным содержанием интронов (df = 5, F = 0,65, P = 0,460; рис. 2), что свидетельствует о стабилизации выбора по кодовой последовательности. Напротив, распределение размеров интронов в разных геномах муравьев различно и не коррелирует с размером генома (дополнительный рисунок 3; дополнительная таблица 4).

Мы использовали специальный конвейер (см. Дополнительную информацию) для идентификации простых повторов, ретротранспозонов класса I и транспозонов ДНК класса II в C.obscurior, семь геномов муравьев (Acromyrmex echinatior (Aech), Atta cephalotes (Acep), Solenopsis invicta (Sinv), Linepithema humile (Lhum), Pogonomyrmex barbatus (Pbar), Harpegnathos saltator) (Hsal), паразитическая оса Nasonia vitripennis (Nvit) и медоносная пчела Apis mellifera (Amel). У проанализированных муравьев размер генома достоверно коррелирует с относительным содержанием простых повторов (lm, R2 = 0,66, F = 11,83, P = 0,014; рис. 2), но не с содержанием TE класса I и класса II.Однако, похоже, что более крупные геномы содержат больше относительной последовательности класса II. Относительное содержание ретротранспозонов класса I было самым высоким у C. obscurior (7,6Mb, 4,31%, дополнительный рисунок 4) и, в частности, у многих ретротранспозонов класса I, не относящихся к LTR (например, 14 типов LINE) и нескольких типов LTR. транспозоны (Ngaro, Gypsy, DIRS и ERV2), элементы TIR (например, hAT, MuDR, P) и гелитроны более распространены у C. obscurior (дополнительная таблица 5).

Геномные признаки инбредного образа жизни.На основе расчетов содержания TE для скользящих окон размером 1 и 200 т.п.н. мы идентифицировали 18 изолированных «островков TE», расположенных в «LDR» (областях с низкой плотностью) в геноме C. obscurior. Эти островки ТЕ были определены как содержащие скопления ТЕ в квантиле 95-100% внутри каркасов размером более 200 т.п.н. (87 каркасов, что составляет 96,02% или 170,8 МБ сборки). Всего TE острова покрывают 12,78 Мб из

(7,18% от общей последовательности) и размером от 0,19 до 1,46 Мб.Островки TE содержат 27,54% (4,92 МБ) всей сборки TE последовательности (17,87 МБ), 6,6% всех генов (1160) и имеют пониженное содержание экзонов (островки TE 87,0 п.о. экзона тн — 1, LDRs 124,5 п.н. кб — 1). Обратите внимание, что некоторые большие каркасы содержат более одного острова ТЕ.

Ретроэлементы суперсемейств BEL / Pao, DIRS, LOA / Loa, Ngaro, R1 / R2 и RTE, а также транспозоны ДНК суперсемейств Academ, Kolobok-Hydra, Maverick, Merlin, on и TcMar-Mariner / -Tc1 заселяют TE острова со значительно более высоким числом копий, чем другие элементы (точный критерий Фишера, коэффициент ложного обнаружения <0.05, рис. 3, дополнительная таблица 6). Кроме того, элементы как класса I, так и класса II демонстрируют полиморфизм длины, при этом элементы в островках TE значительно длиннее по сравнению с элементами в LDR (U-тесты, W = 10

18, P <2e-16 для класса I и W = 152340067, P <2e - 16 для класса II, рис. 4a, дополнительный рис. 5).

Мы также оценили распределение TE по всему геному для семи опубликованных геномов муравьев, Amel v4.5 и Nvit v2.0 (рис. 5). Меньшие геномы муравьев (Pbar, Lhum и Cflo) и Amel похожи по распределению последовательности TE.Напротив, более крупные геномы (Aech, Acep, Sinv и Hsal) более вариабельны, имеют более высокое медианное содержание TE и гораздо более широкое и хвостовое частотное распределение TE с более длинными участками высокого или низкого содержания TE. Геном C. obscurior отличается от геномов других муравьев, с низким содержанием TE в LDR, но исключительной кластеризацией с высокими плотностями TE на островках TE. Геном инбредной осы N. vitripennis содержит области с содержанием ТЕ до 60%, которые окружены LDR, содержащими намного меньше ТЕ-последовательности (~ 10%), что напоминает картину, наблюдаемую у C.мракобесие.

TE острова расходятся быстрее, чем LDR в двух популяциях.

Мы сопоставили ~ 140 Гб считываний геномной ДНК Illumina (~ 60-кратное покрытие для каждой популяции) из пулов из 30 (BR) и 26 (JP) куколок-самцов, соответственно, с эталонным геномом (BWA; bio-bwa.sourceforge. net) и проанализировал коэффициент локального охвата для выявления генетической дивергенции. Отклонения от среднего коэффициента покрытия (рис. 6) частично вызваны делециями, вставками и дупликациями последовательностей30.Такие вариации особенно часты на островах TE (рис. 4b и 6), что свидетельствует об ускорении дивергенции внутри островов (среднее отклонение от среднего коэффициента охвата: 0,288 для островов TE, 0,163 для LDR; U-тест, W = 640300902; P <2e - 16 ).

Мы получили вызовы SNV (однонуклеотидные варианты), используя согласованные вызовы из samtools (samtools.sourceforge.net) и GATK (broadinstitute.org/gatk/). Хотя острова TE составляют только 7,18% генома, они объединяют 15,59% (86 236 из 553 052) всех вызовов SNV.Учитывая, что мы секвенировали гаплоидных самцов от высокоинбредных линий, гетерозиготные SNV должны быть редкими. Большая часть гетерозиготных SNV в обеих ветвях находится внутри островов TE (62,95% из 62 879 в BR, 50,52% из 98 353 в

Интрон

8% 16% 24%

Класс1

B C A D

13% 2% 3%

Относительное содержание элемента

Класс2

3% 5.5% 8%

Рисунок 2 | Размер сборки в Мбит / с нанесен на график в зависимости от относительной доли экзонов, интронов и различных повторяющихся элементов. Анализируемые геномы показывают отрицательную корреляцию между относительным содержанием экзона, но не интроном. Размер генома положительно коррелирует с относительно коротким простым повторением, но не с содержанием TE классов I и II. А, S. invicta; B, A. cephalotes; C, A. echinatior; D, H. saltator; E, C. floridanus; F, P. barbatus; G, L. humile; H, C. obscurior.

Элементные базы на островах TE (%)

Рисунок 3 | Доля оснований, аннотированных в островках TE в C.obscurior по сравнению с логарифмически масштабированным общим количеством оснований на островках TE для каждого суперсемейства TE.

Размер точки соответствует количеству копий соответствующего элемента в островках TE (оранжевый) и LDR (синий). Красные кружки показывают суперсемейства со значительно более высокой частотой встречаемости TE-островов, чем другие суперсемейства. Надсемейства со значительно большим количеством оснований на островках TE обозначены красной звездочкой. e1: процент генома, содержащегося в островках TE (7.18%), e2: медиана для всех типов ТЕ (13,89%).

JP), тогда как частота гомозиготных вызовов (рис. 6) не увеличилась (11,88% из 16 277 в BR, 6,91% из 445 316 в JP). Большое количество ложноположительных вызовов гетерозиготных SNV может возникать в дублированных регионах, которые сворачиваются в один локус из-за неправильной сборки31. Соответственно, такие SNV могут быть идентифицированы по двукратному увеличению охвата и фактически маркируют расходящиеся дублированные локусы в пределах одного и того же клона (Fig. 4c).

Гены на островках TE должны также демонстрировать признаки ускоренной дивергенции от ортологов, если общая эволюция последовательности увеличивается в этих регионах.Действительно, поиск с помощью BLASTp против семи протеомов муравьев дал значительно более низкие битовые оценки для генов в пределах TE-островков по сравнению с генами в LDR (Рис. 4d, U-тест, W = 120460260, P <2e-16). В соответствии с этим аннотация SNV выявила более высокую частоту несинонимичных замен между линиями BR и JP в генах острова TE (рис. 4e, U-тест, W =

4, P <2e - 16). Однако удивительно, что в среднем гены TE-острова содержат меньше синонимичных SNV, чем гены LDR (LDR 0,67 kb - 1, TE-остров 0.42 кб - 1, U-тест, W = 10743397, P <2e - 16).

Изменение количества копий внутри и между островами TE. Ср

проинспектировал 512 локусов-кандидатов (155 в островках TE) длиной 1 т.п.н., построив график покрытия каждой линии относительно SNV, генов и TE в соответствующем положении, чтобы найти гены, потенциально затронутые событиями делеции или вариации числа копий, и составил список из 89 генов-кандидатов (дополнительная таблица 7). Экспериментальное подтверждение принципа было проведено с помощью ПЦР и секвенирования по Сэнгеру для двух кандидатов на делецию (Cobs_13563 и Cobs_01070) и с помощью количественной ПЦР в реальном времени для четырех кандидатов на дупликацию (Cobs_13806, Cobs_17872, Cobs_13486 и Cobs_16853) (дополнительный рис.7). Большинство этих генов расположены на островах TE (61,8%), и 34 гена обнаруживают, по крайней мере, слабую экспрессию в

особей BR в данных RNAseq (см. Ниже). Пораженные гены играют роль в процессах, которые могут иметь решающее значение во время вторжения в новые среды обитания, таких как химическое восприятие, обучение и устойчивость к инсектицидам. В частности, четыре разных гена пахучих / вкусовых рецепторов демонстрируют признаки либо множественного экзона (Cobs_05921, Cobs_13418, Cobs_14265), либо дупликации целого гена (Cobs_17892).Ген, вероятно участвующий в обонятельном обучении, Cobs_13711, гомолог pst32, также обнаруживает признаки дупликации. Три гена, гомологичные генам синтазы жирных кислот (FAS), ключевой стадии образования запаха кутикулы, содержат частичные делеции (Cobs_16510, Cobs_14262) или дупликации (Cobs_15866). Кроме того, мы обнаружили различия в генах, связанных с инсектицидным ответом (Cobs_00487, гомолог nAChRa6 (FBgn0032151) (ссылка 33) и Cobs_17834, кодирующий гомолог Cyp4c1 (EFN70878.1) (ссылка).34). Другие затронутые ключевые гены связаны с циркадным ритмом (Cobs_17789, гомолог per (FBgn0003068)), определением касты (Cobs_01070, гомологией с Mrjp1 (gi406090) (ссылка 35), развитием (Cobs_17755, кодирует гомолог VgR (Q6X0I2)). .1) (ссылка 36) и старение (Cobs_14758, с гомологией Mth3 (FBgn0045637) (ссылка 37).

De novo сборка ~ 23M считываний парных концов Illumina из линии JP, которые не могли быть сопоставлены с эталонным геномом BR, привела к 17 контигам после фильтрации с высокозначимыми попаданиями BLASTx против белков других муравьев, что позволяет предположить, что эти консервативные последовательности были потеряны в линии BR вместо получения в линии JP.Согласно функциональной аннотации, среди прочего, эти контиги кодируют гомологи, участвующие в развитии (вителлогенин-подобный (XP_003689 6 93)) 38, клеточный трафик (Сортировочный нексин-25 (EGI650 30)) 39, иммунный ответ (Protein Toll (EGI66069)) 38 и нейрональная организация (белок 1, связанный с бензодиазепиновыми рецепторами периферического типа (EFN68490)) 40 (дополнительная таблица 8).

ч-1-1-р

-4-2-1012

log2 (COVSNV / mdn (cov))

LDR TE IsI

25 50 75

Ранг выражения

LDR TE IsI

Рисунок 4 | Количественные измерения дивергенции островов TE и

LDR.(a) Полиморфизм длины для TE класса I и класса II в LDR (синий) и островках TE (оранжевый). U-тесты, nLDR = 54 950, nTE = 6466 для класса I и nLDR = 59 054, nTE = 6 813 для класса II. (b) Отклонения от среднего коэффициента покрытия, рассчитанного для окон размером 1 кбайт в LDR (синий) и островках TE (оранжевый). U-тест, nLDR = 157 296; nTE = 12 165. (c) Графики плотности в шкале Log2 покрытия для всех гомозиготных (сплошные черные линии) и гетерозиготных SNV (пунктирные красные линии) вызовов, разделенных на медианное покрытие (оранжевый, вызовы на островах TE; синий, вызовы в LDR).Охват при гомозиготных вызовах не отличается от медианного общего охвата ни на островах TE, ни на LDR. Сдвиг для гетерозиготных вызовов SNV в пределах TE-островов показывает, что большинство вызовов происходит в результате расходящихся дублированных локусов. Бимодальное распределение для гетерозиготных вызовов в других геномных регионах предполагает две различные популяции SNV-вызовов, то есть истинные гетерозиготные локусы (первый пик) и расходящиеся последовательности в дублированных локусах (второй пик). (d) Битовые оценки для генов в LDR (синий) и TE-островках (оранжевый), полученные с помощью BLASTx, против аннотированных белков из семи геномов муравьев.U-тест, nLDR = 12 065; nTE = 902. (e) Частота несинонимичных замен (рассчитанная как dN / (dN + dS)) в генах LDR (синий) и островков TE (оранжевый). U-тест, nLDR = 6,806; nTE = 423. (f) Значения o / e CpG по всему экзону наносили на график в зависимости от ранга экспрессии от 0 (наименее экспрессируемый) до 100 (наиболее экспрессируемый) генов для LDR (синий) и TE-островков (оранжевый). (g) Расчетные отношения (BR / JP) для значений экзонного CpG o / e в LDR (синий) и TE-островках (оранжевый). F-тест, nLDR = 16 379; nTE = 1,159. (*** P <0,0001, прямоугольные диаграммы показывают медианное значение, межквартильный размах (IQR) и 1.5 IQR.).

Генный состав и регуляция ТЕ-островков. Повышенная активность TE может повлечь за собой снижение физической формы за счет нарушения функции генов. Обогащенный анализ двусторонней онтологии генов (GO) показал, что 59 терминов GO, связанных с консервативными процессами (например, организация цитоскелета, связывание АТФ, морфогенез органа), недостаточно представлены на островках TE, в то время как 18 терминов GO обогащены (дополнительные таблицы 9 и 10). Четыре из чрезмерно представленных терминов относятся к обонятельным рецепторам (OR; G0: 0004984, GO: 0005549, GO: 0050911, GO: 0007187), а два термина относятся к генам FAS (GO: 0005835, GO: 0016297).Остальные 12 терминов, скорее всего, относятся к генам, производным от ТЕ.

Истощение CpG в теле гена в результате увеличения конверсии CpG в TpG из-за метилирования цитозина является мерой метилирования зародышевой линии (то есть эпигенетической регуляции) в прошлых поколениях. В генах TE-острова медиана наблюдаемого / ожидаемого (o / e) отношения CpG по всему экзону значительно ниже, чем в других генах (t-тест, гены TE-острова: 1,05, гены LDR: 1,20, P <1e - 16). Однако оба набора генов демонстрируют совершенно разные корреляции между экспрессией и значениями o / e CpG (рис.4е). Для генов LDR значения o / e CpG высокие для умеренно экспрессируемых генов и низкие для высоко экспрессируемых генов. Напротив, на островках TE слабо или умеренно экспрессируемые гены содержат меньше динуклеотидов CpG, тогда как гены с высокой экспрессией имеют более высокие значения o / e CpG. Для дальнейшего выявления следов дифференциальной регуляции TE-островков мы сравнили значения экзона o / e CpG между клонами, вычислив отношения BR / JP для значений o / e CpG каждого экзона, и обнаружили более высокую дисперсию соотношений BR / JP в TE-островках, чем в LDR (рис.4g, F-тест, F = 0,136, P <2e -16, коэффициент дисперсии = 0,136).

Наконец, чтобы оценить, различаются ли уровни экспрессии генов между LDRs и TE-островами, мы сгенерировали данные транскриптомной RNAseq ~ 14 и ~ 17Gb для семи маток и семи предназначенных для матки личинок (третья личиночная стадия), соответственно, из линии BR. Мы оценили средние нормализованные значения экспрессии для каждого гена с помощью DESeq2 (bioconductor.org/packages/release/ bioc / html / DESeq2.html), обнаружив, что экспрессия на островах TE была намного ниже, чем в LDR (медиана экспрессии всех генов LDR = 25 .45; на островах TE: 0,49; U-тест, W = 14461310, P <2e - 16). В то время как личинки и взрослые королевы не различались по экспрессии генов LDR (медиана экспрессии у маток = 21,16; у личинок = 23, 72; U-тест, W = 133301709, P = 0,221), гены TE-острова были более экспрессированы у взрослых особей. матки (медиана экспрессии у маток = 0,84; у личинок = 0; W = 103 · 1038, P <2e - 16; рис. 7, см. дополнительный рис. 6 для получения подробной информации о дифференциальной экспрессии между маткой и личинками).

Обсуждение

С.obscurior — учебный пример успешного биологического вторжения. Его небольшой размер позволяет избежать межвидового контакта, он может быстро создавать колонии в нарушенных средах обитания, а несколько поколений в год позволяют быстро адаптироваться. В то время как вариации в CHCs и размере тела между популяциями указывают на адаптацию к разным условиям окружающей среды, более высокое число маток в линии JP, вероятно, коррелирует со снижением внутривидовой агрессии.

Небольшой геном C. obscurior заметно отличается от других проанализированных геномов муравьев распределением ТЕ и переизбытком нескольких подклассов класса I.Важно отметить, что геном содержит низкие частоты TE в LDR, но четко определенные островки с высокой плотностью TE. На этих островах TE в среднем длиннее, чем в LDR, что указывает на общую более высокую активность TE 41. Различия в скорости мутаций и дивергенции последовательностей между LDRs и TE-островками обнаруживают отчетливую эволюционную динамику, действующую в геноме C. obscurior. Более того, на островах TE ключевые гены удалены, и большинство генов меньше экспрессируется в

из 4,000

* (** É 8

30 60 150180 Мбит

10 000

4 000 0

0,4 0,6

TE курс

0 30 60 150180210240270300330

Мбит / с АЛСеР

0,4 0,6 0,8 1,0

TE курс

10 000-, 0042

CT 4,000 re

ш 0.-MÉ

jiJiilll |

0 30 60 150180210 г- 4000 Мбит / с 2

0 30 60 150180210240270 Мбит

0,4 0,6

TE курс

0,4 0,6

TE курс

® 4 000

0 30 60 90 120 150 180

0,4 0,6

TE курс

4 000 0

‘M-i’bvf ……

0 30 60 150180 Мбит

0,4 0,6

TE курс

10 000

4 000 0

г- 4,000

0 30 60 150180210240270

мьр sinv

0,4 0,6

TE курс

0 30 60 150180210 Мбит

0,4 0,6

TE курс

0,4 0,6

TE курс

Рисунок 5 | Частота и распределение (вставьте графики) содержания TE в окнах размером 200 кбайт. Графики частот: пунктирные линии обозначают медианное содержание TE. Графики распределения: анализировали различные пропорции общей последовательности чернового генома (в%) в зависимости от качества сборки.Эшафоты сортируются по размеру, небольшие отметки, направленные вверх, указывают границы каркаса. Для C. obscurior области, определенные как острова TE, окрашены в оранжевый цвет. Для S. invicta каркасы каркасов с нерекомбинирующей хромосомной инверсией73 показаны черным цветом. Для A. mellifera каркасы сортировали по группе сцепления.

личинок, чем взрослых маток. Неслучайное распределение ТЕ предполагает, что внутригеномные различия в эффективности отбора против ТЕ могут дополнительно поддерживать образование таких локально ограниченных скоплений ТЕ.

Инбридинг может способствовать накоплению TEs3, а повторное воздействие стресса, вызванного новыми условиями окружающей среды, может дополнительно усиливать пролиферацию TE42. Ожидается, что малый Ne усилит эффекты генетического дрейфа и, в свою очередь, снизит эффективность отбора против умеренно вредных мутаций2. В таких условиях локальные скопления ТЕ могли формироваться в геномных регионах при ослабленном отборе. Сходным образом, снижение Ne у инбредных дрозофилы ведет к сдвигу в равновесии между пролиферацией ТЕ и очищающим отбором против ТЕ, позволяя тем самым накапливаться ТЕ 43.

Как мы можем объяснить широкое распространение и диверсификацию TE на островах, но очищающую отбор против TE в LDR? Эффективный размер коалесцирующей популяции геномной области положительно коррелирует с частотой ее рекомбинации и, следовательно, с локальной эффективностью отбора и скоростью мутаций11. Первоначальное основание TE-островков, следовательно, может быть облегчено в геномных регионах с низкой частотой рекомбинации, обеспечивая рефугиум расслабленного отбора для TE-вставок.В самом деле, повышенная частота несинонимичных замен указывает на ослабленный отбор генов TE-острова. Повышенная частота процессов репарации ДНК как следствие более высоких частот транспозиции ДНК в TE-островках должна приводить к большему количеству ошибок в репликации ДНК и репарации двухцепочечных разрывов44 по сравнению с LDR. С другой стороны, крупномасштабные мутации, такие как дупликации экзонов или генов /

делеции или перетасовка генов могут быть непосредственно введены во время транспозиции TE45.Острова TE могут часто приводить к генетической новизне и, в конечном итоге, случайно, но, несмотря на высокий стохастический дрейф, адаптивные фенотипы, подтверждающие взгляд на TE как на генетических новаторов.

Список генов, затронутых дупликациями или делециями, содержит ряд кандидатов, которые могут быть ключевыми в расхождении клонов. Напр., Различия в гомологах генов, участвующих в развитии личинок (например, Mrjp1), могут объяснять различия в размерах тела. Два других кандидата, Cobs_00487 и Cobs_17834, демонстрируют гомологию с генами, которые участвуют в устойчивости к пестицидам против хлорпирифоса и имидаклоприда (nAChRa6) и дельтаметрина (Cyp4c) у разных видов беспозвоночных46-49.Обработка имидаклопридом зараженных галловыми осами кораллов Erythrina variegate в ареале Японии проводилась не реже одного раза за год до сбора колоний в 2010 г. (личное сообщение С. Михеева). В среде обитания в Бразилии хлорпирифос, дельтаметрин и органофосфат монокротофос обычно использовались в течение последних 10 лет (личное сообщение J.H.C. Delabie).

Более того, несколько внутриостровных генов, участвующих в производстве (FAS50) и восприятии (OR) химических сигналов, содержали делеции или дупликации в одной из ветвей.Эти результаты предполагают, что вариации в генах FAS могут быть ответственны за расхождение профилей CHC у C. obscurior51, тогда как вариации в генах OR влияют на обонятельное восприятие. Хемосенсорные нейроны экспрессируют высокочувствительные ORs52, которые особенно разнообразны53 и подвергаются сильному отбору у муравьев54. Утрата и дупликация генов в операционной

кв.м 104 —

г 10010-2-ф £ 400

0 10 .fr

MmI AU

-fi—

-H Мбит / с 80

DC 51? 0j

-Jiku.piww

Рисунок 6 | Геномная дивергенция и субгеномная структура 12 крупнейших каркасов генома C. obscurior (включая все 18 TE-островов). Высокое содержание TE на островках TE коррелирует с отклонениями от среднего коэффициента охвата, очень высоким абсолютным охватом как в родословных, так и с большим количеством вызовов SNV. Первая дорожка: относительный TE (синий и оранжевый внутри островков TE) и содержание экзона (зеленый) на 200 т.п.н. Вторая дорожка: отношение покрытия BR / JP (синий и оранжевый в пределах островов TE).Третий трек: абсолютное покрытие для BR (вверху) и JP (внизу). Четвертый трек: количество вызовов гетерозиготного SNV на килобайт в BR (вверху) и JP (внизу) относительно эталонного генома. Пятый трек: количество гомозиготных SNV-вызовов на kb в BR (вверху) и JP (внизу) относительно эталонного генома. Черные линии на оси x указывают на локализацию ТЕ-островов.

0 ‘(0 CO CD

1 102-

10-1 102105 Личиночное выражение

Рисунок 7 | Средняя нормализованная экспрессия у личинок маток третьего возраста и взрослых маток после спаривания для всех Cobs1.4 гена. Маленькие треугольники обозначают гены, которые не экспрессируются у маток (график ниже оси x) или личинок (график слева от оси y). Девяносто пять генов TE-острова и 1382 гена LDR вообще не экспрессировались (оранжевый — гены TE-острова; синий — гены LDR).

Семейство генов

встречается значительно чаще55, и предполагается, что различия формируются адаптивными процессами в ответ на экологическую нишу вида56,57. Интересно, что диверсификация OR-генов в значительной степени вызвана дупликациями генов и

межхромосомная транспозиция58, два механизма, которые, как известно, являются побочными продуктами активности ТЕ.В то время как различные паттерны распознавания родственников и агрессивного поведения в двух линиях C. obscurior могут частично объясняться TE-опосредованной изменчивостью этих генов, они также предполагают специфическую для клонов динамику взаимодействия фенотипа и эволюции генома. Снижение агрессии между колониями в линии JP должно способствовать потоку генов за счет обмена репродуктивными организмами и, таким образом, увеличивать Ne, гетерозиготность и эффективность половой рекомбинации, облегчая распространение новых возникающих генотипов.Наши результаты противоречат точке зрения о снижении агрессии между колониями инвазивных муравьев59, но до сих пор неясно, вызваны ли клон-специфические различия вариацией восприятия или нижележащими нейрональными процессами.

Механизмы, контролирующие TE, так же стары, как прокариоты9 и фактически большинство TEs эпигенетически замалчиваются 45,60 либо посредством метилирования, либо гистоновых модификаций61, либо RNAi62. Хотя многие гены в островках TE экспрессируются, общая экспрессия значительно ниже, чем в LDR.В соответствии с предыдущими корреляциями по метилированию и экспрессии у эусоциальных насекомых63,64, отношения o / e CpG в генах LDR C. obscurior отрицательно коррелируют с экспрессией. Однако гены TE-острова не следуют этой тенденции, поскольку они слабо экспрессируются при низких скоростях o / e CpG. Близость к TEs может увеличивать метилирование тел генов 65, что может объяснять более сильное метилирование генов TE-островов и, таким образом, истощение CpG. Кроме того, ослабленный отбор островных генов должен в целом увеличивать частоту фиксации основных мутаций, включая превращения CpG в TpG, тем самым истощая содержание CpG.Различия в экспрессии генов в генах TE-острова между личинками и взрослыми матками предполагают более сильную регуляцию этих потенциально деструктивных генов во время периода

чувствительная фаза развития. Наконец, ключевые регуляторные гены недостаточно представлены на островах TE. Эти различия в наборе генов между TE-островками и LDR могут быть объяснены либо процессами отбора, удалением жизненно важных генов из сцепления с TE-островками, либо селективным ограничением накоплений TE геномными областями, лишенными таких генов.

Современное понимание динамики активности TE в геномах состоит в том, что периоды относительного покоя сменяются всплесками активности, часто вызванными биотическим и абиотическим стрессом, например, воздействием новых мест обитания. Частая транспозиция TE во время всплесков приводит к перестройкам генома, тем самым создавая новые генетические варианты и в конечном итоге даже способствуя видообразованию66. На динамику TE также может сильно влиять система спаривания3,70-72, а жизненный цикл C. obscurior, вероятно, нарушает целостность генома, что приводит к образованию областей генома с содержанием TE более 50%.В заключение, динамика TE у C. obscurior, по-видимому, перешла от последовательного к параллельному режиму, когда часть генома неоднократно перестраивается в непрерывном всплеске активности TE. Поразительно, но инбредная паразитоидная оса N. vitripennis имеет сходные частотные паттерны TE, что позволяет предположить, что сходные стратегии жизненного цикла и их последствия для Ne и дрейфа могут привести к конвергентной геномной организации. TE представляют собой главную силу в эволюции, способствуя генерации генетической изменчивости, особенно у видов, сталкивающихся с препятствиями, такими как инбридинг или повторяющиеся узкие места.Кроме того, они, по-видимому, играют важную роль в быстрой адаптации инвазивных видов к новым условиям окружающей среды, что делает особенно важным понимание их происхождения, функции и регуляции.

Методы

Подробные методы и сопутствующие дополнительные таблицы с 11 по 16 доступны в качестве дополнительной информации в Интернете.

Организмы. Живые колонии C. obscurior были собраны с абортированных плодов кокосовых пальм (Cocos nucífera) в Бразилии (собраны в 2009 г.) и из полостей коры коралловых деревьев (Erythrina sp.) в Японии (собран в 2010 г.). Колонии были перенесены в Регенсбург и помещены в оштукатуренные чашки Петри. Пищу (пропитанные медом клочки бумаги; Drosophila или небольшие кусочки Periplaneta americana) и воду подавали каждые 3 дня, и колонии содержали в инкубаторах в постоянных условиях (12 ч 28 ° C свет / 12 ч 24 ° C темнота). Все правила обращения с животными, применимые к муравьям в соответствии с международным и немецким законодательством, были соблюдены. Сбор колоний, составляющих основу лабораторной популяции, использованной в этом исследовании, был разрешен Министерством науки и технологий Бразилии (RMX 004/02).Никаких других разрешений для этого исследования не требовалось.

Сборка генома De novo. Эталонный геном основан на одной колонии, которая до экстракции содержалась в условиях строгого инбридинга в лаборатории в течение четырех поколений. Цельную ДНК экстрагировали с помощью CTAB. Мы извлекли ДНК из ~ 900 муравьев, которые были объединены для секвенирования с помощью технологии 454. Для библиотек Illumina использовались экстракты 5, 10 и 30 мужчин из Бразилии и 26 мужчин из Японии, соответственно.

Мы создали библиотеки вставок 200 и 500 п.н. с помощью наборов для пробоподготовки ДНК TruSeq от Illumina из 5 мг тотальной ДНК.Контроль качества и подготовка библиотеки выполнялись центром секвенирования KFB Университета Регенсбурга, запуски секвенирования выполнялись компанией Illumina (Хейворд, США) на HiSeq2000. Контроль качества, подготовку библиотек и секвенирование парных концевых библиотек длиной 8 и 20 т.п.н. (454, Roche) осуществляла компания Eurofins MWG Operon (Ebersberg, Германия). Экстрагированную ДНК фрагментировали на фрагменты подходящего размера (8 и 20 т.п.н.), используя устройство для сдвига ДНК HydroShear (GeneMachine). Дальнейшая подготовка библиотеки была выполнена в соответствии с «Руководством по методике GS FLX Titanium Paired End Library Prep 20 + 8kb Span Method Manual» перед секвенированием на GS FLX Titanium (Roche).

Сборка генома de novo была создана с помощью ассемблера с открытым исходным кодом MSR-CA версии 1.4 (группа сборки генома Университета Мэриленда по адресу ftp: // ftp.genome.umd.edu/pub/MSR-CA/). Ассемблер MSR-CA сочетает в себе стратегию графа деБрюйна с традиционной схемой перекрытия-макета-консенсуса, используемой различными программами сборки для проектов на основе Сэнгера (Arachne, PCAP, CABOG). MSR-CA использует модифицированную версию CABOG версии 6.1 для контификации и построения лесов. Комбинированная стратегия позволила нам изначально комбинировать короткие чтения Illumina 100 бит / с и более длинные чтения 454 в одной сборке, не прибегая к подходу, который требовал бы сборки каждого типа данных отдельно, а затем создания комбинированной сборки.

Картография. Для каждой линии мы случайным образом отобрали 140 M чтений длиной 100 п.н. из библиотек, созданных из 26 (JP) и 30 (BR) куколок-самцов. Необработанные чтения были

проанализирован с помощью качественной фильтрации и обрезки адаптера (Trimmomatic v0.22 (usadellab.org/cms/?page=trimmomatic), параметры: HEADCROP: 7 LEADING: 28 TRAILING: 28 SLIDINGWINDOW: 10: 10) и сопоставлен с эталонным геномом BR с BWA (bio-bwa.sourceforge.net) и Stampy v1.0.21 (www.well.ox.ac.uk/project-stampy).

Вариант вызова. Вызов SNV осуществлялся путем объединения samtools (samtools. Sourceforge.net) и GATK (www.broadinstitute.org/gatk/) с сохранением только тех вариантов, которые вызываются последовательно обоими инструментами. Окончательный вариант набора из 553 052 SNV и 67 987 InDel был сохранен в одном файле VCF. SNV были аннотированы с помощью SNPeff (snpeff.sourceforge.net) для идентификации несинонимичных и синонимичных замен.

Расчет раздвижных окон. Окна размером в один килобайт с различной статистикой (TE, экзоны, SNP, покрытие) были рассчитаны для всех каркасов на основе файлов GFF, VCF и SAM.Для файлов GFF и VCF использовались специальные сценарии bash и perl для расчета оснований TE и экзонов на 1 КБ, а также вызовов вариантов на 1 КБ. Покрытие на 1 КБ было рассчитано из файлов SAM с использованием алгоритма глубины samtools и пользовательских сценариев bash и perl. Последующая обработка, вычисление скользящих окон размером 200 Кб и построение данных были выполнены с помощью R v3.0.0 (r-project.org).

Анализ экспрессии генов с помощью RNAseq. Мы экстрагировали целую РНК с помощью набора RNeasy Plus Micro (Qiagen).Односторонние библиотеки Illumina из амплифицированной РНК (система Ovation RNAseq V2) были созданы в соответствии с протоколом производителя (Ovation Rapid Multiplexsystem, NuGEN). Секвенирование на Illumina HiSeq1000 в собственном центре секвенирования (KFB, Регенсбург, Германия) дало ~ 20M считываний по 100 п.н. на образец (дополнительная таблица 16). Необработанные чтения были отфильтрованы на предмет загрязнения адаптера (cutadapt, code.google.com/p/cutadapt/), проанализированы с помощью качественной фильтрации (Trimmomatic v0.27, параметры: LEADING: 10 TRAILING: 10 SLIDING: 4: 10 MINLEN: 15), и сопоставлен с эталонным геномом с помощью tophat2 (v2.0.8, ccb.jhu.edu/software/tophat/index.shtml) и bowtie2 (v2.1.0, bowtie-bio.sourceforge.net/bowtie2/index.shtml) пакет (—b2-чувствительный режим, скорость сопоставления ~ 50 %). Анализ экспрессии генов проводился с помощью DESeq2 (bioconductor.org/packages/release/bioc/html/DESeq2.html) на основе таблиц подсчета, созданных с помощью HTSeq (www-huber.embl.de/users/anders/HTSeq/doc/ over-view.html) против аннотации Cobs1.4 MAKER (дополнительная таблица 16). Считалось, что гены дифференциально экспрессируются с вероятностью ложного обнаружения <0.05 и значения экспрессии представлены как нетрансформированные базовые средние числа считываний для каждой экспериментальной группы после корректировки различий в размерах библиотек («нормализация размерного фактора»).

Список литературы

1. Чарльзуорт Д. и Чарльзуорт Б. Инбридинговая депрессия и ее эволюционные последствия. Анну. Rev. Ecol. Syst. 18, 237-268 (1987).

2. Линч М. Истоки архитектуры генома (Sinauer Associates Inc., 2007).

3.Чарльзуорт, Д. и Райт, С. I. Системы разведения и эволюция генома. Curr. Opin. Genet. Dev. 11, 685-690 (2001).

4. Romiguier, J. et al. Популяционная геномика эусоциальных насекомых: затраты на эффективный размер популяции позвоночных. J. Evol. Биол. 27, 593-603 (2014).

5. Макдональд, Дж. Х. и Крейтман, М. Эволюция адаптивного белка в локусе Adh у дрозофилы. Nature 351, 652-654 (1991).

6. Ланфир, Р., Хо, С. Ю. У., Лав, Д. и Бромхэм, Л. Скорость мутации связана с разнообразием у птиц. Proc. Natl Acad. Sci. USA 107, 20423-20428 (2010).

7. Линч М. Эволюция скорости мутаций. Тенденции Genet. 26, 345-352 (2010).

8. Фонтдевила, А. Динамический геном (Oxford Univ. Press, 2011).

9. Федоров, Н. В. Транспозоны растений и динамика генома в эволюции (John Wiley & Sons, 2013).

10.Гонсалес, Дж., Карасов, Т. Л., Мессер, П. В. и Петров, Д. А. Полногеномные паттерны адаптации к умеренной среде, связанные с мобильными элементами у дрозофилы. PLoS Genet. 6, e1000905 (2010).

11. Casacuberta, E. & Gonzaález, J. Влияние мобильных элементов на адаптацию к окружающей среде. Мол. Ecol. 22, 1503-1517 (2013).

12. Мадлунг, А. и Комай, Л. Влияние стресса на регуляцию и структуру генома. Анна. Бот.Лондон. 94, 481-495 (2004).

13. Ростант, В. Г., Уэделл, Н., Хоскен, Д. Дж. Переносные элементы и устойчивость к инсектицидам. Adv. Genet. 78, 169-201 (2012).

14. Казазян Х. Х. Мобильные элементы: драйверы эволюции генома. Science 303, 1626–1632 (2004).

15. Хуа-Ван, А., Ле Рузик, А., Бутин, Т. С., Филаэ, Дж. И Капи, П. Борьба за жизнь эгоистичных архитекторов генома. Биол. Директ 6, 19 (2011).

16.ван Зведен, Дж. С. и Д’Эттор, П., Углеводороды насекомых: биология, биохимия и химическая экология (Cambridge Univ. Press, 2010).

17. Холт, К. и Янделл, М. MAKER2: конвейер аннотаций и инструмент управления базой данных генома для проектов генома второго поколения. BMC Bioinformatics 12, 491 (2011).

18. Nygaard, S. et al. Геном муравья-листореза Acromyrmex echinatior предполагает ключевые приспособления к развитой социальной жизни и выращиванию грибов.Genome Res. 21, 1339-1348 (2011).

19. Suen, G. et al. Последовательность генома муравья-листореза Atta cephalotes позволяет понять его облигатный симбиотический образ жизни. PLoS Genet. 7, e1002007 (2011).

20. Wurm, Y. et al. Геном огненного муравья Solenopsis invicta. Proc. Natl Acad. Sci. USA 108, 5679-5684 (2011).

21. Smith, C. R. et al. Проект генома красного муравья-комбайна Pogonomyrmex barbatus. Proc. Natl Acad.Sci. USA 108, 5667-5672 (2011).

22. Smith, C. D. et al. Проект генома всемирно распространенного и инвазивного аргентинского муравья (Linepithema humile). Proc. Natl Acad. Sci. USA 108, 5673-5678 (2011).

23. Bonasio, R. et al. Геномное сравнение муравьев Camponotus floridanus и Harpegnathos saltator. Science 329, 1068-1071 (2010).

24. Weinstock, G.M. et al. Понимание социальных насекомых из генома пчелы Apis mellifera.Nature 443, 931-949 (2006).

25. Werren, J.H. et al. Функциональные и эволюционные выводы из геномов трех паразитоидных видов Nasonia. Science 327, 343-348 (2010).

26. Оксли, П. Р. и др. Геном клонального муравья-рейдера Cerapachys biroi. Curr. Биол. 24, 451-458 (2014).

27. Янделл, М. и Энс, Д. Руководство для начинающих по аннотации эукариотического генома. Nat. Преподобный Жене. 13, 329-342 (2012).

28.Gadau, J. et al. Геномные последствия 100 миллионов лет социальной эволюции семи видов муравьев. Тенденции Genet. 28, 14-21 (2012).

29. Цуцуи Н. Д., Суарес А. В., Спанья Дж. К. и Джонстон Дж. С. Эволюция размера генома у муравьев. BMC Evol Biol. 8, 64 (2008).

30. Медведев П., Станчу М. и Брудно М. Вычислительные методы обнаружения структурных вариаций с помощью секвенирования следующего поколения. Nat. Методы 6, S13-S20 (2009).

31.Треанген, Т. Дж. И Зальцберг, С. Л. Повторяющаяся ДНК и секвенирование следующего поколения: вычислительные проблемы и решения. Nat. Преподобный Жене. 13, 36-46 (2012).

32. Dubnau, J. et al. Путь staufen / pumilio участвует в долговременной памяти дрозофилы. Curr. Биол. 13, 286-296 (2003).

33. Миллар, Н. С. и Денхолм, И. Никотиновые рецепторы ацетилхолина: мишени для коммерчески важных инсектицидов. Инвертировать. Neurosci. 7, 53-66 (2007).

34.Хемингуэй, Дж. И Рэнсон, Х. Устойчивость к инсектицидам насекомых-переносчиков болезней человека. Анну. Rev. Entomol 45, 371-391 (2000).

35. Драпо, М. Д., Альберт, С., Кухарски, Р., Пруско, К. и Малешка, Р. Эволюция семейства белков желтого / основного маточного молочка и появление социального поведения у медоносных пчел. Genome Res. 16, 1385-1394 (2006).

36. Чен, М.-Е., Льюис, Д.К., Кили, Л.Л., Пьетрантонио, П.В. Клонирование кДНК и регуляция транскрипции рецептора вителлогенина импортированного огненного муравья Solenopsis invicta Buren (Hymenoptera: Formicidae).Насекомое Мол. Биол. 13, 195-204 (2004).

37. Duvernell, D. D., Schmidt, P. S. & Eanes, W. F. Clines и адаптивная эволюция в области гена methuselah у Drosophila melanogaster. Мол. Ecol. 12, 12771285 (2003).

38. Гилберт, Л. И. Молекулярная биология и биохимия насекомых (Academic Press, 2010).

39. Уорби, К. А. и Диксон, Дж. Э. Сортировка клеточных функций сортировки нексинов. Nat. Rev. Mol. Cell Biol.3, 919-931 (2002).

40. Galiegue, S. et al. Клонирование и характеристика PRAX-1. Новый белок, который специфически взаимодействует с периферическими бензодиазепиновыми рецепторами. J. Biol. Chem. 274, 2938-2952 (1999).

41. Kaminker, J. S. et al. Мобильные элементы эухроматина Drosophila melanogaster: перспектива геномики. Genome Biol. 3 research0084 (2002).

42. Капи П., Гаспери Г., Бимонт К. и Базен К.Стресс и сменные элементы: коэволюция или полезные паразиты? Наследственность 85, 101-106 (2000).

43. Нуждин С.В., Пасюкова Е.Г., Маккей Т.Ф. Накопление мобильных элементов в лабораторных линиях Drosophila melanogaster. Genetica 100, 167-175 (1997).

44. Ши, К., Гибсон, Дж. Л. и Розенберг, С. М. Два механизма вызывают горячие точки мутации в разрывах ДНК в Escherichia coli. Cell Rep.2, 714-721 (2012).

45.Федоров Н.В. Мобильные элементы, эпигенетика и эволюция генома. Science 338, 758-767 (2012).

46. Касида, Дж. Э. и Дуркин, К. А. Нейроактивные инсектициды: цели, селективность, устойчивость и вторичные эффекты. Анну. Преподобный Энтомол. 58, 99-117 (2013).

47. Сюй, Л., Ву, М. и Хан, З. Сверхэкспрессия множественных генов детоксикации в дельтаметрин-устойчивом Laodelphax striatellus (Hemiptera: Delphacidae) в Китае. PLoS ONE 8, e79443 (2013).

48. Slotkin, T. и Seidler, F. Транскрипционные профили выявляют сходства и различия в эффектах нейротоксикантов развития на дифференцировку в фенотипы нейротрансмиттеров в клетках PC12. Brain Res. Бык. 78, 211-225 (2009).

49. Bergee, J. B., Feyereisen, R. & Amichot, M. Монооксигеназы цитохрома P450 и устойчивость к инсектицидам у насекомых. Филос. Пер. R. Soc. Лондон. B Biol. Sci. 353, 1701–1705 (1998).

50.Бломквист, Дж. Дж., Нельсон, Д. Р. и Деренобалес, М. Химия, биохимия и физиология липидов кутикулы насекомых. Arch. Насекомое Biochem. Physiol. 6, 227-265 (1987).

51. Фоли Б., Ченовет С. Ф., Нуждин С. В. и Блоуз М. В. Естественные генетические вариации в экспрессии кутикулярных углеводородов у самцов и самок Drosophila melanogaster. Genetics 175, 1465-1477 (2007).

52. Vosshall, L. B., Wong, A. M., Axel, R. Обонятельная сенсорная карта в мозгу мух.Cell 102, 147-159 (2000).

53. Zhou, X. et al. Филогенетический и транскриптомный анализ хемосенсорных рецепторов у пары различных видов муравьев выявил специфические для пола признаки кодирования запаха. PLoS Genet. 8, e1002930 (2012).

54. Kulmuni, J., Wurm, Y. & Pamilo, P. Сравнительная геномика генов хемосенсорных белков показывает быструю эволюцию и положительный отбор в специфичных для муравьев дубликатах. Наследственность 110, 538-547 (2013).

55.Го, С. и Ким, Дж. Молекулярная эволюция генов пахучих рецепторов дрозофилы. Мол. Биол. Evol. 24, 1198-1207 (2007).

56. Hill, C.A. et al. G-белковые рецепторы у Anopheles gambiae. Science 298, 176–178 (2002).

57. Bohbot, J. et al. Молекулярная характеристика семейства генов рецептора Aedes aegypti odorant. Насекомое Мол. Биол. 16, 525-537 (2007).

58. Conceicao, I.C. & Aguade, M. Высокая частота межхромосомных транспозиций в эволюционной истории подмножества генов у Drosophila.J. Mol. Evol. 66, 325-332 (2008).

59. Цуцуи Н. Д., Суарес А. В. и Гросберг Р. К. Генетическое разнообразие, асимметричная агрессия и распознавание широко распространенных инвазивных видов. Proc. Natl Acad. Sci. USA 100, 1078-1083 (2003).

60. Feschotte, C. Мобильные элементы и эволюция регулирующих сетей. Nat. Преподобный Жене. 9, 397-405 (2008).

61. Rebollo, R. et al. Снимок модификаций гистонов в мобильных элементах штаммов Drosophila дикого типа.PLoS ONE 7, e44253 (2012).

62. Buchon, N. & Vaury, C. RNAi: защитное молчание РНК против вирусов и мобильных элементов. Наследственность 96, 195-202 (2006).

63. Bonasio, R. et al. Полногеномные и кастовые метиломы ДНК муравьев Camponotus floridanus и Harpegnathos saltator. Curr. Биол. 22, 1755-1764 (2012).

64. Хант, Б. Г., Гластад, К. М., Йи, С. В. и Гудисман, М. А. Д. Функция внутригенного метилирования ДНК: выводы из эпигеномов насекомых.Интегр. Комп. Биол. 53, 319-328 (2013).

65. Veluchamy, A. et al. Понимание роли метилирования ДНК у диатомовых с помощью полногеномного профилирования Phaeodactylum tricornutum. Nat. Commun. 4, 2091 (2013).

66. Бейли, Дж. А., Лю, Г. и Эйхлер, Э. Э. Модель транспозиции Alu для происхождения и распространения сегментарных дупликаций человека. Являюсь. J. Hum. Genet. 73, 823-834 (2003).

67. de Boer, J. G., Yazawa, R., Davidson, W.С. и Куп, Б. Ф. Взрывы и горизонтальная эволюция ДНК-транспозонов в видообразовании псевдотетраплоидных лососевых. BMC Genomics 8, 422 (2007).

68. Ungerer, M.C., Strakosh, S.C. & Zhen, Y. Расширение генома у трех гибридных видов подсолнечника связано с пролиферацией ретротранспозонов. Curr. Биол. 16, R872-R873 (2006).

69. Херст Г. Д. и Веррен Дж. Х. Роль эгоистичных генетических элементов в эволюции эукариот. Nat. Ред.Genet. 2, 597-606 (2001).

70. Чарльзуорт, Д. и Чарльзуорт, Б. Мобильные элементы в популяциях инбридинга и аутбридинга. Genetics 140, 415-417 (1995).

71. Бутин Т.С., Ле Рузик А. и Капи П. Как самооценка влияет на динамику эгоистичных перемещаемых элементов? Мобильная ДНК 3, 5 (2012).

72. Райт, С. И., Несс, Р. В., Фокс, Дж. П. и Барретт, С. К. Х. Геномные последствия ауткроссинга и самоопыления у растений.Int. J. Plant Sci. 169, 105–118 (2008).

73. Wang, J. et al. Y-подобная социальная хромосома вызывает альтернативную организацию колоний у огненных муравьев. Nature 493, 664-668 (2013).

Благодарности

Мы хотели бы поблагодарить Джона Ванга за полезные обсуждения на начальном этапе проекта и Андреса Мойю за обнадеживающие комментарии на ранней стадии написания. Мы очень благодарны Масаки Суэфудзи и Жаку Х.С. Делаби для сбора колоний.Мы благодарим Кристин Эльсик, Дипака Унни и Криса Чайлдерса, которые оказали большую поддержку в размещении Cobs1.4 на hymenopteragenome.org. Мы благодарим Axel Strittmatter (MWG) и Thomas Stempfl (KFB) за советы по секвенированию и Николь Леманн за советы по амплификации РНК. Мы благодарим Хелену Ловак за ПЦР-валидацию мелкомасштабных структурных вариантов, Эриха Борнберга-Бауэра, который помог с расчетом CpG o / e, Анурага Прияма за помощь с анализом BLAST и Роберта Уотерхауса за сравнение наборов генов с OrthoDB.Ю.В. поддерживается BBSRC (BB / K004204 / 1) и NERC (NE / L00626X / 1), A.Z. от NIH (R01 HG002945) и C.K. от DFG (BO2544 / 4-1). Это исследование финансировалось грантом DFG He1623 / 31, предоставленным J.O., J.G. и Дж.

Вклад авторов

J.O. и Л.С. разработал исследование; J.O., L.S., J.G. J.H. написал рукопись; Л.С. и Дж. проанализировали данные; А.З. отвечал за сборку генома; J.W.K. и C.D.S. отвечали за повторную аннотацию; D.E., M.Y. и я.С. отвечали за предсказание генов; C.K. отвечал за расчет CpG o / e; Ю.В. отвечал за данные

логистика; J.O., L.S., T.W., K.W. и А.К. отвечали за анализ фенотипических различий; J.S., E.S. и Дж. провели химические анализы; все авторы прочитали и прокомментировали рукопись.

Дополнительная информация

Коды доступа

: исходные данные секвенирования этого исследования были депонированы в GenBank / EMBL / DDBJ под кодом доступа PRJNA237579 BioProject.

Дополнительная информация прилагается к этому документу по адресу http://www.nature.com/ naturecommunications

Конкурирующие финансовые интересы: Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих финансовых интересов.

Перепечатки и информация о разрешениях доступны в Интернете по адресу http://npg.nature.com/ reprintsandpermissions /

Как цитировать эту статью: Schrader, L. et al. Сменные островки элементов способствуют адаптации инвазивных видов к новым условиям окружающей среды.Nat. Commun. 5: 5495 DOI: 10.1038 / ncomms6495 (2014).

Это произведение находится под международной лицензией Creative Commons Attribution 4.0. Изображения или другие сторонние материалы в этой статье включены в лицензию Creative Commons для статьи, если иное не указано в кредитной линии; если материал не включен в лицензию Creative Commons, пользователям потребуется получить разрешение от держателя лицензии на воспроизведение материала. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http: // creativecommons.org / licenses / by / 4.0 /

Яндекс | PDF

Вы читаете бесплатный превью

Страницы с 11 по 15 не показаны при предварительном просмотре.

Вы читаете бесплатный превью

Страницы с 25 по 34 не показаны при предварительном просмотре.

Вы читаете бесплатный превью

Page 38 не отображается в этом предварительном просмотре.

Вы читаете бесплатный превью

Page 46 не отображается в этом предварительном просмотре.

Вы читаете бесплатный превью

Страницы с 56 по 62 не показаны при предварительном просмотре.

Вы читаете бесплатный превью

Страницы с 66 по 71 не показаны в этом предварительном просмотре.

Вы читаете бесплатный превью

Страницы с 75 по 79 не показаны при предварительном просмотре.

Вы читаете бесплатный превью

Страницы с 98 по 106 не показаны при предварительном просмотре.

Вы читаете бесплатный превью

Страницы с 119 по 129 не показаны при предварительном просмотре.

Вы читаете бесплатный превью

Страницы со 150 по 268 не показаны в этом предварительном просмотре.

Вы читаете бесплатный превью

Страницы с 281 по 296 не показаны при предварительном просмотре.

Add a comment Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Comment*

Имя *

Email *

Сайт

	Арреногенная женщина (AF)	Thelygenic Female (TF)	Male (M)
Количество обработанных считываний	134,541,815	4101	3889	4164
Средний контиг (bp)	2588	2606	2638
No.контигов	114,048	107,111	109,341
Число отображенных считываний (%)	127,991,372 (95,13%)	98,025,293 (95,45%)	82,37,083	43X	34X	28X
Предполагаемый размер генома (Ожидаемый: 426 Мб ^³¹)	295,268,734 баз 295 Мб 270003 270003 288 503 435 баз 289 Мб
BUSCO — полный *	993 (93.1%)	989 (92,8%)	994 (93,3%)
Повторяющиеся элементы%	6,84%	6,61%	6,89%
Кол-во предполагаемых генов (средняя длина )	13,910 3345	13,590 3271	13,798 3233
Прогнозируемые гены с BLAST-попаданиями 9462