A supergene underlies linked variation in color and morphology in a Holarctic songbird

2021 年 11 月 25 日发表在 Nature Communications 上。通讯作者与第一作者为科罗拉多大学 Department of Ecology and Evolutionary Biology 的 Erik R. Funk。

三种朱顶雀，白腰朱顶雀（Acanthis flammea）、小朱顶雀（Acanthis cabaret）和极北朱顶雀（Acanthis hornemanni）虽然在形态特征上有区别，但是遗传分化程度低，并且地理分布区域有重合，所以分类学地位一直有争议。值得注意的是，羽色浅的个体喙往往也更短更窄，并且更多地出现在高纬度地区。这可能是一种 local adaptation，但是这种适应对生殖隔离和分化的作用，尚不明了。

(a) Seasonal distribution of redpolls shown in purple, with lightest indicating breeding range, and darkest indicating wintering range. Colored dots indicate sample number and locations with blue corresponding to hoary redpoll, gold corresponding to common redpoll, and green corresponding to lesser redpoll. (b) conStruct plots for a K of 2 and 3 showing that genetic clustering poorly aligns with taxonomy. (c) Illustrations of the three redpoll ecotypes demonstrating differences in size, bill, and plumage coloration (Illustrations by Liz Clayton Fuller). Distribution was generated using shape files provided by BirdLife International.

可以看到 ADMIXTURE 几乎完全不能解释现有的类群划分。

将测序数据比对到了褐顶岭雀的参考基因组，按 25 kb 窗口，以 Fst 和 dXY 在各生态型之间寻找分化区域，发现 1 号染色体上有一段 55 Mb 区域分化程度很高，并且比较移去这一区域和保留这一区域的结果，证明这个区域的确对朱顶雀的遗传分化有很大贡献。

然后发现这上面还有很多基因。是羽色和喙型的 candidate gene。

然后还用 SLiM 进行了模拟，分析这个超级基因的影响、维持这一超级基因存在的因素。很可能是环境介导的选择维持了它的存在（而不是淹没在基因交流或者遗传漂变中）。