有限无性种群中稀有突变体的固定概率

突变体（mutator）是一种通过破坏 DNA 复制或修复的某些方面而增加全基因组突变率的等位基因。观察到使突变率增加约 100 倍的突变体会自发出现，并在自然种群以及 \textit{E. coli} 的长期实验室进化实验中达到高频率。原则上，突变体等位基因的固定受限于以下因素：(i) 与野生型背景中突变的竞争，(ii) 额外的有害突变负荷，以及 (iii) 随机遗传漂变。利用多位点模型并结合模拟与分析方法，我们研究了这三个因素对初始稀有突变体固定概率 $P_{fix}$ 的影响，将其表示为种群大小 $N$、有益和有害突变率以及突变强度 $s$ 的函数。当选择快于突变（$\mu/s \ll 1$）时，我们基于扩散的 $P_{fix}$ 近似成功捕捉到了效应 (ii) 和 (iii)。这使我们能够预测突变体在进化上受到青睐的条件。令人惊讶的是，我们的模拟表明，对于强效应突变体，效应 (i) 通常很小。我们的结果与现有的实验室进化实验在半定量上一致，并提出了未来的实验方向。