無性および性的淡水カタツムリの系統における同義語および非同義シーケンスの進化の対照的なパターン

無性系統では、無性系統が発生したときに重度の創設者効果のために、同義語と非同義の配列多型の両方が減少する可能性があります。ただし、無性系統が形成された後に、軽度の有害な（非同義語）変異が蓄積する可能性があります。ここでは、淡水カタツムリカンペルマの無性および性的系統における同義語および非同義ミトコンドリア配列多型のパターンを調べます。クレード固有の推定値を使用して、同義シーケンス多型が性的と比較して無性の75％減少したのに対し、非同義シーケンス多型は性的と無性の間で有意な差はなかったことがわかりました。2つの無性クレードは、タージマのD統計に対して高い負の値を持っていました。合体シミュレーションにより、さまざまなボトルネックシナリオがこの結果を説明できることが確認されました。また、アミノ酸とサイレント置換、K（a）/k（s）との比の分岐特異的推定値も使用しました。私たちの研究では、性的と比較して、独立した無性系統の末端枝でK（A）/K（S）比が6倍高いことが明らかになりました。すべての性的および無性クレードのための合体ベースの遺伝子ネットワークの再構築は、非同一の変異が最近導出された無性ハプロタイプでより高い頻度で発生したことを示しました。これらの発見は、無性カタツムリの系統における同義語および非同義語ヌクレオチド多型のパターンが、重度の創設者効果と緩和された精製選択の両方によって形作られる可能性があることを示唆しています。

In asexual lineages, both synonymous and nonsynonymous sequence polymorphism may be reduced due to severe founder effects when asexual lineages originate. However, mildly deleterious (nonsynonymous) mutations may accumulate after asexual lineages are formed, because the efficiency of purifying selection is reduced even in the nonrecombining mitochondrial genome. Here we examine patterns of synonymous and nonsynonymous mitochondrial sequence polymorphism in asexual and sexual lineages of the freshwater snail Campeloma. Using clade-specific estimates, we found that synonymous sequence polymorphism was significantly reduced by 75% in asexuals relative to sexuals, whereas nonsynonymous sequence polymorphism did not differ significantly between sexuals and asexuals. Two asexual clades had high negative values for Tajima's D statistic. Coalescent simulations confirmed that various bottleneck scenarios can account for this result. We also used branch-specific estimates of the ratio of amino acid to silent substitutions, K(a)/K(s). Our study revealed that K(a)/K(s) ratios are six times higher in terminal branches of independent asexual lineages compared to sexuals. Coalescent-based reconstruction of gene networks for all sexual and asexual clades indicated that nonsynonymous mutations occurred at a higher frequency in recently derived asexual haplotypes. These findings suggest that patterns of synonymous and nonsynonymous nucleotide polymorphism in asexual snail lineages may be shaped by both severe founder effect and relaxed purifying selection.