基因组学与物种起源

摘要：物种形成是一个基础的演化过程，物种形成的知识对于理解生物多样性的起源是至关重要的。基因组学方法是物种形成研究领域日益重要的方面。我们综述目前关于积累生殖隔离的全基因组水平的影响和影响物种形成过程的基因组学特性的理解。在此基础上，我们确定了当前理解中的新趋势和挑战，提出了将基因组学更充分的整合到物种形成研究的新方法，将物种形成理论转化成可以用基因组学工具测试的假设并提供一个物种形成基因组学(speciation genomics)领域的综合定义。

对于物种形成遗传学的主要见解来自于多种方法，从导致生殖隔离的个别基因的定位到基因组水平分化模式的特征描述，从数量遗传学方法到与种群间减少的基因流相关的表型的混合性分析。这些实验方法始于Dobzhansky和Muller，已有很长的历史。物种形成的遗传学的理论知识有了显著的进展。然而，二代测序实验数据的泛滥和新分析方法的涌现，使得急需整合理论工作来加强“物种形成基因组学”这一新兴领域的概念基础。这种整合一方面将会有助于阐述演化过程和基因组分化模式之间的关系，另一方面，也有助于阐述基因组特性和物种形成过程的关系，而且，有助于统一物种形成的生态因素和非生态因素的研究。

本综述中，我们首先讨论基因组学方法已经开始对物种形成研究起到重要的贡献，包括阐述了基因组水平分化的速率和模式，改善了我们对于基因组偏好和内在与外在的生殖隔离演化的理解，并确定了不同隔离变成基因组耦合的机制。我们也强调了从进一步关注中受益的领域，比如位点效应值的分布(distribution of locus effect sizes)，基因多效性(pleiotropy)和基因组限制(genomic constraint)。我们总结讨论二代测序数据和创新的群体基因组学(population genomic)分析（使用基因组水平数据推断自然群体的演化过程）可以怎样帮助进一步发展，整合这些研究领域成为一个更全面，更一致理解的物种形成基因组学。