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Whole-genome resequencing of Japanese whiting (<i>Sillago japonica</i>) provide insights into local adaptations

生物 适应(眼睛) 白化 自然选择 局部适应 群体基因组学 进化生物学 遗传分化 生态学 人口 生态选择 遗传多样性 基因组学 基因组 基因 遗传学 渔业 神经科学 人口学 社会学
作者
Zhiqiang Han,Xinyu Guo,Qun Li,Shanshan Liu,Zhixin Zhang,Shijun Xiao,Tianxiang Gao
出处
期刊:Zoological Research [Zoological Research]
卷期号:42 (5): 548-561 被引量:5
标识
DOI:10.24272/j.issn.2095-8137.2021.116
摘要

The genetic adaptations of various organisms to heterogeneous environments in the northwestern Pacific remain poorly understood. Heterogeneous genomic divergence among populations may reflect environmental selection. Advancing our understanding of the mechanisms by which organisms adapt to different temperatures in response to climate change and predicting the adaptive potential and ecological consequences of anthropogenic global warming are critical. We sequenced the whole genomes of Japanese whiting (Sillago japonica) specimens collected from different latitudinal locations along the coastal waters of China and Japan to detect possible thermal adaptations. Using population genomics, a total of 5.48 million single nucleotide polymorphisms (SNPs) from five populations revealed a complete genetic break between the Chinese and Japanese groups, which was attributed to both geographic distance and local adaptation. The shared natural selection genes between two isolated populations (i.e., Zhoushan and Ise Bay/Tokyo Bay) indicated possible parallel evolution at the genetic level induced by temperature. These genes also indicated that the process of temperature selection on isolated populations is repeatable. Moreover, we observed natural candidate genes related to membrane fluidity, possibly underlying adaptation to cold environmental stress. These findings advance our understanding of the genetic mechanisms underlying the rapid adaptations of fish species. Species distribution projection models suggested that the Chinese and Japanese groups may have different responses to future climate change, with the former expanding and the latter contracting. The findings of this study enhance our understanding of genetic differentiation and adaptation to changing environments.
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