近日，中国农业科学院植物保护研究所生物防治创新中心捕食螨创新任务与美国‌德克萨斯大学奥斯汀分校合作在一区Top期刊《Philosophical Transactions of the Royal Society B-Biological Sciences》上发表研究论文“Positive and relaxed selection on mitochondrial DNA in parasitic versus predatory mites”。通过比较捕食性和寄生性螨虫的线粒体基因组进化特征，发现了捕食性螨类线粒体DNA快速进化主要是由放松的纯化选择（relaxed purifying selection）驱动而非预期的适应性正选择。

线粒体DNA因其独特的遗传方式、倍性和高突变率，容易积累轻微有害突变，使其进化轨迹与核DNA不同。前人研究常将线粒体DNA的变异与环境适应性联系在一起，并认为“高能耗”生存方式可能与mtDNA的正选择有关。然而，正选择（positive selection）与放松选择（relaxed selection）均可导致非同义替换率与同义替换率比值（dN/dS）升高，前者是通过促进有利非同义突变固定，后者则是通过减弱对有害突变的清除；两者驱动力本质并不相同，因此区分正选择与放松选择至关重要。

本研究以寄螨总目（Parasitiformes）为对象，探究螨虫从营寄生生活方式向自由捕食生活方式转变过程中，线粒体基因组受到的选择压力。在此基础上，提出了两个互斥的假设并进行检验：（1）营寄生螨类因选择放松而导致mtDNA进化加速；（2）捕食性螨类因对运动性能的正选择而导致线粒体基因进化加速。此外，研究还探讨了植绥螨科捕食螨不同取食类型（广食性、专食性、取食花粉等）是否与mtDNA的进化相关。

分析结果支持捕食性螨类的多次独立起源。其中，植绥螨科捕食螨与其他螨类相比，其线粒体基因顺序存在大量断裂点，表明发生了大规模且仍在持续的基因重排。此外，在13个线粒体蛋白质编码基因中，捕食性螨类的比值显著高于寄生性螨类。然而，RELAX分析表明，捕食性分支的比值倾向于向1收敛，k值为0.71（p < 0.001），说明线粒体基因是由放松的纯化选择驱动，而非正选择的增强，从而支持了放松选择的假设。综上，研究结果与预期相反，具有“高能耗”生活方式的捕食性植绥螨，其mtDNA的快速进化并非由适应性正选择驱动，而是源于放松的纯化选择。

中国农业科学院植物保护研究所的张博研究员和徐学农研究员为文章的共同通讯作者，美国‌德克萨斯大学奥斯汀分校的Justin Havird为文章的第一作者。该研究得到了国家重点研发计划和美国国立卫生研究院研究经费的资助。

文章链接：

https://royalsocietypublishing.org/rstb/article/381/1947/20250083/481188/Positive-and-relaxed-selection-on-mitochondrial?searchresult=1