老虎基因分析

1、Company name 1 老虎基因组及与狮子和雪豹的基因组分析 2 3 4 Methods 1 Introduction Results Discussion Company name 2 老虎基因组及与狮子和雪豹的基因组分析 老虎和它们的近亲（豹）是世界上最老虎和它们的近亲（豹）是世界上最 濒临灭绝的一些物种。这里我们报道濒临灭绝的一些物种。这里我们报道 东北虎全部基因组序列的重新组装以东北虎全部基因组序列的重新组装以 及白色孟加拉虎，非洲狮，非洲白狮及白色孟加拉虎，非洲狮，非洲白狮 和雪豹的基因组序列。通过比较这些和雪豹的基因组序列。通过比较这些 基因组的遗传分析，我们发现可能反基因组

2、的遗传分析，我们发现可能反 映分子适应的遗传特征与大型猫科动映分子适应的遗传特征与大型猫科动 物的高度食肉的饮食和肌肉力量一致。物的高度食肉的饮食和肌肉力量一致。 Introduction Company name 3 老虎基因组及与狮子和雪豹的基因组分析 全球统计豹的基因组全球统计豹的基因组 测序了四个豹属的基因组。测序了四个豹属的基因组。 一个白孟加拉虎一个白孟加拉虎,一个非洲一个非洲 狮子狮子,一个白色非洲狮子和一个白色非洲狮子和 一个雪豹一个雪豹;他们的基因组序他们的基因组序 列符合家猫和老虎的基因组。列符合家猫和老虎的基因组。 对老虎初步的基因组组装分对老虎初步的基因组组装分 析，在

3、组装上核心真核基因析，在组装上核心真核基因 显示的同系物是保守基因同显示的同系物是保守基因同 系物的系物的493.4%493.4%，老虎基因组老虎基因组 序列与家猫的有序列与家猫的有95.6%相似相似 Results Company name 4 老虎基因组及与狮子和雪豹的基因组分析 虎 与 其 他 哺 乳 动 物 物 种 的 关 系 虎与其他哺乳动物物种的关系 图a在哺乳动物物种的同源基因簇。显示了在七个哺乳动物基因组中独特的 和共享的基因家族的数量。 图b在虎基因组中基因的扩增与收缩。共同祖先分离后，绿色部分指定数量 为扩增基因家族，红色部分为指定数量为收缩基因家族。 Company na

4、me 5 老虎基因组及与狮子和雪豹的基因组分析 图2 虎与其他哺乳动物物种的关系 老虎和猫的基因组表现出非常高的重复成分以及重复组件的比率，包括 串联重复序列和转座元件，说明家猫和老虎之间有相似的基因组结构。研究 表明老虎和猫的基因组共享高达98.8基因编码区和98.3高度保守同线性区 （2.38 GB）。 Company name 6 老虎基因组及与狮子和雪豹的基因组分析 老虎和猫的基因组之间我们检测到一个相 当高的水平基因组共线性，包含六个突破 大尺寸染色体分部的重排。这些包括两个 和四个内部染色体重排。密切相关的物种 之间在基因组的结果上的差异性被认为底 层种类多样化的主要因素，共线染色

5、体中 基因流动需要重组，减少重组相关的染色 体重排导致部分生殖屏障。这些结构上的 变化可能是猫科动物之间的相关物种多样 化的重要因素之一。 Company name 7 老虎基因组及与狮子和雪豹的基因组分析 老虎和猫之间的基因组的 共线性图谱分析。家猫的染色 体显示为灰色条。其他六个彩 条是虎支架与老虎和猫之间的 同线性突破（2个和4个内部的 染色体重排）。老虎和猫重排 被删除用狗的基因组作为检测 组。 那些非常接近豹种不同的 物种特异性，通过比较感兴趣 的同源基因可以易于快速识别 与突变相关的表型，像（白狮 子的毛皮着色）和高海拔适应 （雪豹）所示。 老虎和猫之间的基因组的共线性图谱老虎和猫

6、之间的基因组的共线性图谱 Company name 8 老虎基因组及与狮子和雪豹的基因组分析 豹属物种的遗传多样性和统计规模的历史豹属物种的遗传多样性和统计规模的历史 种内的遗传多样性水平，作为衡量通种内的遗传多样性水平，作为衡量通 过过SNVs杂合子的比率，老虎（杂合子的比率，老虎（0.00049- 0.00073）和狮子（）和狮子（0.00048-0.00058）基因）基因 组中被发现类似于人类。有趣的是，雪豹组中被发现类似于人类。有趣的是，雪豹 的和近一半其他的虎种的基因组多样性，的和近一半其他的虎种的基因组多样性， 略低于塔斯马尼亚魔鬼，这据称是显示低略低于塔斯马尼亚魔鬼，这据称是显示

7、低 水平的遗传多样性。我们还估计了水平的遗传多样性。我们还估计了20万年万年 以前（以前（7-70万年）末次盛冰期的事件前后万年）末次盛冰期的事件前后 使用成对成膜顺序马尔可夫模型（使用成对成膜顺序马尔可夫模型（PSMC） 根据根据SNV分布来推断虎数量的历史出现明分布来推断虎数量的历史出现明 显的瓶颈。根据线粒体显的瓶颈。根据线粒体DNA的接合类似的的接合类似的 瓶颈估计在更早一点（瓶颈估计在更早一点（72-108万年）。白万年）。白 狮子（狮子（0.00048）和国内猫（）和国内猫（0.00012）在品）在品 种研究中都经历了多轮的近亲繁殖，因此种研究中都经历了多轮的近亲繁殖，因此 会显示

8、出低水平的会显示出低水平的SNAs多样性的结果。多样性的结果。 Company name 9 老虎基因组及与狮子和雪豹的基因组分析 Discussion 东北虎基因组是第一参考基因组测序从豹属血统和第二参东北虎基因组是第一参考基因组测序从豹属血统和第二参 考基因组测序从猫科动物。对于大型猫科动物基因组分析的考基因组测序从猫科动物。对于大型猫科动物基因组分析的 比较，我们给另外其他四个虎基因组测序，并试图预测可能比较，我们给另外其他四个虎基因组测序，并试图预测可能 出现的大型猫科动物的分子适应与强制性肉食和肌肉力量的出现的大型猫科动物的分子适应与强制性肉食和肌肉力量的 豹的掠夺性血统一致。老虎和

9、猫的基因组显示出人意料的相豹的掠夺性血统一致。老虎和猫的基因组显示出人意料的相 似重复成分和高度基因组共线性，这些表明强烈保护猫科动似重复成分和高度基因组共线性，这些表明强烈保护猫科动 物的基因组。这些结果可以支持物的基因组。这些结果可以支持37种猫科动物的辐射（种猫科动物的辐射（ 11MYA）和著名的杂交在圈养的猫科动物亚种间如狮虎兽）和著名的杂交在圈养的猫科动物亚种间如狮虎兽 和虎狮兽的近度。相比之下，在不同物种之间类人猿的重复和虎狮兽的近度。相比之下，在不同物种之间类人猿的重复 组件的比例是相当大的，特别是在人类和猩猩之间，和猫科组件的比例是相当大的，特别是在人类和猩猩之间，和猫科 动物

10、大约在同一时间发生分歧。我们观察到共线性的中断可动物大约在同一时间发生分歧。我们观察到共线性的中断可 能是偶尔罕见的单个发生的交换，积累的短时间内（能是偶尔罕见的单个发生的交换，积累的短时间内（ 11MYA）的进化时间。缺乏交流的哺乳动物辐射（相比之）的进化时间。缺乏交流的哺乳动物辐射（相比之 下更多重组物种如犬科，长臂猿，熊科和新组物种世界猴）下更多重组物种如犬科，长臂猿，熊科和新组物种世界猴） 是一个标志性的进化约束。是一个标志性的进化约束。 Company name 10 老虎基因组及与狮子和雪豹的基因组分析 Company name 11 老虎基因组及与狮子和雪豹的基因组分析 老虎和它

11、们的近亲（豹）是世界上最老虎和它们的近亲（豹）是世界上最 濒临灭绝的一些物种。这里我们报道濒临灭绝的一些物种。这里我们报道 东北虎全部基因组序列的重新组装以东北虎全部基因组序列的重新组装以 及白色孟加拉虎，非洲狮，非洲白狮及白色孟加拉虎，非洲狮，非洲白狮 和雪豹的基因组序列。通过比较这些和雪豹的基因组序列。通过比较这些 基因组的遗传分析，我们发现可能反基因组的遗传分析，我们发现可能反 映分子适应的遗传特征与大型猫科动映分子适应的遗传特征与大型猫科动 物的高度食肉的饮食和肌肉力量一致。物的高度食肉的饮食和肌肉力量一致。 Introduction Company name 12 老虎基因组及与狮子和雪豹的基因组分析 老虎和猫之间的基因组的 共线性图谱分析。家猫的染色 体显示为灰色条。其他六个彩 条是虎支架与老虎和猫之间的 同线性突破（2个和4个内部