| 在生长素分布起作用之前：MPK6依赖的AUX/IAA8磷酸化对拟南芥胚胎轴的预模式化 |
Bischoff, T. |
2026-08-11 |
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在植物生长发育过程中，信号分子生长素扮演着关键角色。许多模式形成过程以自组织方式受生长素信号调控。受精后，这一模式形成过程需要在植物生命历程中首次启动。与先前模型相反，我们展示了在合子的两个子细胞中，区分胚胎与胚外发育的首次差异性生长素响应，其发生并不依赖于可检测的生长素梯度。相反，MAP激酶信号对转录抑制因子Aux/IAA8的差异性磷酸化，导致两个子细胞间生长素敏感性的差异，从而在顶端细胞中启动胚胎发育。基底细胞中IAA8的磷酸化阻止了蛋白酶体降解，抑制了典型的生长素响应，进而启动胚外发育。因此，MAP激酶信号先于生长素梯度，并在不依赖生长素梯度的情况下预模式化顶端-基底轴。 |
| 巨胞饮杯状结构重塑中V-ATPase功能的进化分化 |
Chordiya, B. |
2026-08-11 |
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巨胞饮是一种从单细胞真核生物到哺乳动物进化上保守的过程。该过程依赖于质膜下富含肌动蛋白的突起形成巨胞饮杯。传统上，V-ATPase在晚期内体酸化中的作用研究最为深入。然而，V-ATPase与细胞骨架机制的相互作用及其与脂质在巨胞饮杯形成中的交叉对话的具体作用尚未被探究。在此，我们揭示了V-ATPase在致病性阿米巴溶组织内阿米巴中塑造巨胞饮杯的前所未有的作用。我们的结果表明，溶组织内阿米巴V-ATPase复合体与巨胞饮杯处的F-肌动蛋白相关联。此外，我们发现V-ATPase复合体被动态招募至巨胞饮杯，并从巨胞饮体解离。我们进一步证明，V-ATPase V1B亚基直接与肌动蛋白结合，并独特地促进肌动蛋白聚合。pH生物传感器磷脂酸揭示其相互作用组中富含V-ATPase复合体和细胞骨架相关蛋白。令人惊讶的是，V1B亚基显示出与磷脂酸的可重复结合，且这种相互作用调节肌动蛋白聚合。总的来说，我们的工作强调了V-ATPase在直接驱动肌动蛋白聚合中的新作用，与磷脂酸协同，以塑造巨胞饮杯。 |
| 预测快速范围扩张后冠蚊的过去、现在及未来分布 |
Magaletta, O. |
2026-08-11 |
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入侵性蚊虫物种对人类和动物健康构成重大风险。自2004年以来，作为一种具有公共卫生关注度的蚊虫媒介物种，Culex coronator在美国境内迅速扩展其分布范围，从历史上局限于得克萨斯州南部，蔓延至墨西哥湾沿岸地区，并进入东部和中大西洋各州。然而，与这一扩展相关的环境适宜性在历史、当代和未来气候条件下的变化尚未得到评估。在此，我们使用物种分布模型（SDMs），基于美国历史分布范围，比较了历史（1960-1989年）和近期（2000-2024年）气候条件下对Cx. coronator非生物适宜性的预测。我们还基于物种扩展前后的发生记录（1960-2024年）构建了一个当代SDM，并进一步预测当前和未来气候条件下的潜在分布。基于历史范围校准的模型仅预测了墨西哥湾沿岸地区适宜性的适度变化，未能识别出美国东部湿润亚热带地区现已占据的大片区域。相比之下，当代模型预测了美国南部和东部大部分地区的广泛适宜性。在中档SSP3情景下的未来预测显示，高纬度和高海拔地区的适宜性将增加。在所有模型中，干旱和半干旱地区的适宜性始终较低，包括历史西部范围边界，这表明水分可用性可能限制Cx. coronator的分布。综合来看，这些结果强调了在建模入侵性蚊虫物种时纳入更新发生记录的必要性，以加强监测和控制策略。 |
| 纯合性与遗传负荷作为蝴蝶种群衰退的敏感早期预警 |
Fava, S. |
2026-08-11 |
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昆虫通常被认为凭借高繁殖力、短世代时间和庞大的种群规模而免受基因组侵蚀。然而，昆虫种群可能衰退并最终灭绝，这凸显了需要能够提供种群崩溃可操作早期预警的基因组指标。在此，我们通过比较濒危蝴蝶——地中海庞廷群岛特有的Ponza灰蝶（Hipparchia sbordonii）的当代与历史基因组，以及广泛分布的欧洲同属物种H. semele的基因组，来检验这一预期。利用全基因组重测序、基于外群变异极化、人口史重建、纯合片段、选择扫描和基于注释的遗传负荷分析，我们表明H. sbordonii经历了持续的人口收缩，包括近期急剧下降。尽管平均全基因组杂合度的时间变化有限，我们观察到当代H. sbordonii中广泛的纯合性、升高的近交水平，以及从掩蔽遗传负荷向现实遗传负荷的明显转变。R'XY分析显示，H. sbordonii和H. semele中高影响衍生变异的相对频率相似，表明种群崩溃期间净化选择无效，而低和中等影响变异在H. sbordonii中相对富集，尤其是在候选选择区域内。这表明动态更为复杂，功能变异受到漂变、放松的净化选择以及可能局部适应的共同影响。我们的研究表明，衰退的蝴蝶种群带有独特的基因组侵蚀特征，与脊椎动物中记录良好的模式相呼应。然而，H. sbordonii近期的种群崩溃更清晰地通过长纯合片段和现实遗传负荷捕捉，而非平均全基因组杂合度的变化，凸显了它们作为监测衰退昆虫种群早期预警指标的潜力。 |
| 昆虫中金属羧肽酶E的基因丢失倾向受结构多功能性及金属羧肽酶D更广泛表达的影响，而非功能重要性 |
Wegener, C. |
2026-08-11 |
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基因丢失是塑造基因组进化的普遍现象，然而决定为何某些基因反复丢失而其他功能相关基因得以保留的因素仍知之甚少。我们利用肽加工金属羧肽酶羧肽酶E（CPE）和羧肽酶D（CPD）解决了这一问题，它们是保守的旁系同源物，对神经肽成熟至关重要，但在进化命运上显著不同：cpe基因在两个主要昆虫谱系中独立丢失，而cpd/svr则普遍保留。结合基因系统发育分析、赤拟谷盗（Tribolium castaneum）中的功能遗传学以及果蝇（Drosophila melanogaster）中的跨物种拯救实验，我们表明CPE和CPD尽管在结构、生物体重要性和表达上存在显著差异，但保留了部分可互换的酶功能。与预期相反，cpe在赤拟谷盗中对生存和发育稳健性比cpd/svr更为关键，而同时通过RNAi介导下调两个基因导致完全幼虫致死，表明仅存在部分功能冗余。此外，甲虫CPE部分拯救了果蝇CPD的致死性丢失，确立了跨越约3亿年昆虫进化的保守分子互换性。基因系统发育分析进一步表明，两侧对称动物的CPE起源于祖先CPD第二催化结构域的复制。总之，我们的结果表明，昆虫cpe的反复丢失不能归因于功能重要性的降低。相反，我们提出CPD的结构多样性、更广泛的组织分布和多功能性，包括其多结构域架构和剪接异构体，使得在基因丢失后能够补偿CPE，从而塑造了昆虫进化中基因保留和丢失的长期模式。 |
| 黄绿藻（黄藻纲，不等鞭毛门）多细胞性及繁殖策略的演化 |
Choi, S.-W. |
2026-08-11 |
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多细胞性的演化长期以来与生殖策略相关联。一个长期存在的争论是，多细胞生物主要是通过产生小型单细胞繁殖体以最小化遗传异质性来稳定，还是通过较大的多细胞和多核繁殖体来提高个体发育成功率和生存能力。黄藻纲为研究这些问题提供了极佳模型，其展现出从单细胞到多细胞丝状体和共囊体形态的转变，以及包括单细胞游动孢子和自孢子、多核单孢子和厚壁孢子在内的多种繁殖模式。然而，在该谱系中，缺乏稳健的系统发育框架和性状演化的系统分析。在此，我们基于18个物种的680个基因核数据集（包括17个新生成的转录组）提出了一个系统基因组学框架。核系统发育树稳健地解析了所有取样的目间和科间关系，连接法和溯祖分析结果完全一致，而来自33个物种的质体（141个基因）和线粒体（31个基因）数据集恢复了相同的拓扑结构。基于这些结果，我们建立了一个新目（拟绿球藻目），修订了一个目（异球藻目），并提出了五个新科。祖先性状重建表明，从单细胞祖先到简单多细胞性至少发生了四次独立转变。对多细胞性和繁殖性状的贝叶斯分析显示，这些转变始终伴随着从多种自孢子型繁殖体向单一单孢子和厚壁孢子型繁殖体的转变，而回归单细胞性则与自孢子繁殖的重新出现相关。这些结果为理解黄藻纲的多细胞演化提供了系统基因组学框架，并揭示了繁殖模式与简单多细胞性出现之间的关系。 |
| 修补位点：基因诞生与进化创新的基因组热点 |
Weisman, C. M. |
2026-08-11 |
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进化如何创造新事物？一个关键策略是“修补”：以新方式改变和重用现有生物组分。修补通常被认为在基因组层面无模式，发生时不具空间或其他结构。在此，我发现“修补位点”——千碱基规模区域，其通过修补产生新基因的速率显著更高——在果蝇基因组中普遍存在。这些区域通过积累来自基因组各处异常高浓度的重复基因片段来运作，提高它们被征用以创造新基因的速率，尤其是那些包含先前无关片段新组合的基因。其活性在数百万年时间尺度上变化；它们利用由所有主要转座子类型启用的通用机制；并形成网络以集体创新，使其有用产物能复制成基因家族。修补位点表明进化创新可以是基因组架构的属性，并提示一种可调机制，塑造动物进化的节奏与模式。 |
| 灰海豹亚种间的当代杂交与局部基因组分化 |
Konstantopoulou, A. |
2026-08-11 |
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灰海豹分为两个亚种：波罗的海的Halichoerus grypus grypus和北大西洋的H. grypus atlantica。历史上， intense捕猎导致灰海豹在其分布范围内局部灭绝，并促进了亚种间的地理隔离。然而，近期种群恢复和再殖民使得它们在丹麦和瑞典水域的接触区重新重叠。本研究利用119个个体的全基因组测序数据，探讨灰海豹的种群历史、亚种分化，以及接触区局部适应和潜在杂交的基因组特征。我们估计分化始于约1万年前，基因流在2000年前停止。我们检测到高遗传分化峰位于与渗透压和体温调节推定功能相关的基因附近，这与波罗的海和北大西洋之间的盐度和温度差异一致。作为地理隔离打破的证据，我们在西南波罗的海接触区报告了一个杂交个体，具有波罗的海母系和北大西洋父系祖先，并在北海识别出一个波罗的海起源的迁移个体。我们的研究阐明了局部环境变异和长期捕猎压力如何在短进化时间尺度上促进哺乳动物亚种分化，而近期种群恢复、再殖民和杂交正在重塑基因流动态。广泛而言，我们的工作强调了在人为影响（包括干扰和保护成功）背景下研究进化过程的重要性，其中种群波动、范围变化、基因流改变和对变化环境的适应以复杂且可能具有深远后果的方式相互作用。 |
| 雌性繁殖输出的密度依赖性可塑性介导了黑腹果蝇中的Allee效应 |
Kulkarni, R. K. |
2026-08-11 |
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Allee效应是指个体适应度各组成部分与种群中个体数量或密度之间的正相关关系。在果蝇（Drosophila melanogaster）中，负密度效应在各个生命阶段均有充分记录，而Allee效应则较为罕见，且主要局限于幼虫阶段。然而，尽管高密度存在代价，成年果蝇仍表现出对同性同类的吸引力，这表明同类的存在具有一定的适应度价值。我们测量了以1、2或10只同性密度饲养的单次交配雌蝇的适应度相关性状，发现低密度下终生繁殖产出显著降低。此外，这些雌蝇将繁殖努力集中在成年早期，尽管这并未改善适应度估计值。当在不同密度下饲养时，雌蝇会根据即时密度调整繁殖产出，但除非能够再次交配，否则无法改善这一表现，这表明交配与密度之间存在交互作用。总体而言，我们的研究结果表明，雌性果蝇对同类存在所做出的繁殖可塑性反应，介导了密度对适应度的正效应。理解这种可塑性的生理和生态基础，可能有助于解释果蝇社会倾向的进化。 |
| 基因组可塑性与同源重组驱动Pectobacterium jejuense在不同宿主和地理区域间的进化 |
Arizala, D. |
2026-08-11 |
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Pectobacterium jejuense是一种新近描述的软腐病原菌，具有新兴的农业重要性，但其进化动态和基因组多样性仍知之甚少。本研究利用全球214个Pectobacterium基因组（包括从夏威夷羽衣甘蓝分离的四个新生成完整基因组）调查了P. jejuense的进化模式和毒力相关特征。基于基因组的分类学分析确认了夏威夷分离株的身份，并支持将菌株IPO:4059 NAK:253重新分类。基于1,181个核心基因的系统发育基因组学分析将P. jejuense解析为一个与P. brasiliense密切相关的独立谱系。尽管核心致病性决定因子（包括植物细胞壁降解酶和I-III型及VI型分泌系统）保守，但辅助基因含量存在显著变异。重组分析揭示了广泛的种间基因流动（7,715个事件），各菌株间重组频率异质性明显。值得注意的是，重组热点富集于参与铁获取、应激反应、代谢和植物细胞壁降解的基因中，提示其在生态适应中的作用。种内分析鉴定出四个谱系，其中夏威夷菌株形成一个独特分支，其特征为重组减少和独特基因组特征。质粒含量变异明显，夏威夷P. jejuense菌株携带单一质粒，而其他菌株缺乏质粒；抗菌基因簇的差异进一步凸显了竞争和适应潜力的变异。综合这些发现表明，同源重组和基因组可塑性塑造了P. jejuense的进化，影响与宿主适应、生态适应性和致病潜力相关的性状。 |