水平基因转移与重组的准种理论

我们将分子进化的并行（Crow-Kimura）模型和Eigen模型推广，以表示群体中个体间遗传信息的交换。我们通过解析场论映射，研究了不同遗传重组方案对稳态平均适应度和群体中个体分布的影响。我们研究了来自群体的水平基因转移以及个体对之间的重组。有些出人意料的是，这些准种理论向现代生物学的非线性推广是解析可解的。对于双亲重组，我们发现了两个选择相，其中一个具有谱刚性。我们给出了群体平衡平均适应度的精确解析公式，该公式基于一个最大值原理，普遍适用于任何置换不变的复制率函数。对于平滑的适应度景观，我们证明当存在正上位相互作用时，重组或水平基因转移会引入一个轻微的选择负荷。相反，如果适应度景观表现出负上位性，水平基因转移或重组则通过增强对最适应基因型的选择而引入优势。这些结果证明了突变确定性假说对于准种模型成立。对于不连续的单尖锐峰适应度景观，我们证明水平基因转移对适应度没有影响，而重组会降低适应度，这对于并行模型和Eigen模型都是如此。我们给出了不同情况下的数值和解析结果以及相图。