Bottlenecks and selective sweeps during domestication have increased deleterious genetic variation in dogs

在驯化狗过程中的瓶颈和选择清除增加了有害基因变异

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摘要

理论上，种群瓶颈、近亲繁殖和人工选择都能影响有害遗传变异的程度。然而，这些影响对有害变异全基因组模式的相对重要性仍然是有争议的。家养和野生犬科动物提供了一个强大的系统来解决这些因素在影响有害变异中的作用，因为它们的历史被已知的瓶颈和集中的人工选择所主导。在这里，我们评估了来自饲养犬、乡村犬和灰狼的90个全基因组序列的有害变异的全基因组模式。我们发现，氨基酸改变杂合性与沉默杂合性的比值在狗中高于狼，平均而言，狗比灰狼高出 2-3%。多种证据表明，这种模式是由低效率的自然选择驱动的，这是由于与驯化和品种形成有关的瓶颈，而不是最近的近亲繁殖。此外，我们发现与选择性清除有关的基因组区域富含氨基酸变化变体和孟德尔疾病基因。据我们所知，这些结果为与驯化直接相关的有害变种的增加提供了第一个定量估计，并对选择育种计划和珍稀濒危物种的保护有重要的意义。特别地，它们强调了与选择性育种相关的成本，并质疑了倾向于培育最符合育种标准的个体的做法。我们的结果还表明，保持一个大的种群规模，而不仅仅是避免近亲繁殖，是防止有害变异积累的关键因素。

结果

Genome-Wide Patterns of Deleterious Variation

首先的关注点在杂合性，种群大小影响有害变异，通过一个比率「zerofold to fourfold heterozygosity 」，这个比率估计未被选择去除的氨基酸突变比例。

fourfold degenerate sites : nonamino acid changing coding variants (非氨基酸改变编码变体)

zerofold degenerate sites: amino acid changing coding variants) (氨基酸改变编码变体)

杂合性又称群体的平均杂合性或杂合度，它是群体遗传变异的另一个度量参数，是指某一基因座上的等位基因是杂合体的频率。(来源)

The Role of Recent Inbreeding

要看近亲繁殖对于有害基因出现的影响。

近亲繁殖可以减少有效种群规模，允许有害等位基因漂移频率更高，这是一种通常被认为是狗基因组中有害突变积累的机制。

首先测算 inbreeding 的数值，之后将 inbreeding 的影响从 heterozygosity 中移出去，之后看「zerofold to fourfold heterozygosity」和「Neutral heterozygosity 」的关系。

Genetic Load in Dogs Vs. Wolves

Genetic Load：遗传负荷（genetic load）是生物群体中由于有害等位基因的存在而使群体适应度下降的现象。

定义的有害变体指那些发生在系统发育保守位点的氨基酸变化，通过基因组进化率分析(GERP)得分进行测量。通过这些参数去比较狗和狼中的「homozygous」，「homozygous derided」，「derived alleles」

Enrichment of Amino Acid Changing Variants Surrounding Selective Sweeps

集中在 421 个选择性清楚区域，这些区域是通过比较家犬和狼确定的。再测氨基酸变体。

优势

1、课题思路

少有人想的到，人工育种对狗的负面影响，这个思路可以用

2、课题结果

提出了证据：养殖的狗的有害基因的增加是由于种群数量大小，而不是近亲繁殖。