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科学家揭示大、小熊猫趋同演化遗传学机制—新

发布时间:2017-12-04 阅读:

  科学家揭示大熊猫收敛和进化的遗传学和机制 - 新闻 - 科学网

  熊猫和红熊猫属于不同的肉食主题家庭,大熊猫属于熊家族,红熊猫属于黄鼠狼表面家族的红熊猫家族。两者的差距已经超过4000万年。尽管它们的系统发育关系相距甚远,但它们演化出相同的食用竹子习性。更有意思的是,熊猫的前爪演变成一个特殊的结构性假拇指,以帮助抓住竹子,适应性演变和融合经典的进化过程,而假拇指形成的分子机制一直难以揭示。

  为了揭示大熊猫和红熊猫形态性状和生理特性趋同的遗传机制,中科院动物研究所研究员魏福文领导的研究小组首次从头测序,组装,红熊猫全基因组的注释。基因组被重新组装,组装的质量比之前的版本有了很大的提高。在基因组水平上的系统发育分析表明,大熊猫属于熊科家族,而红熊猫属于鼬科超家族。这些结果支持了以前的分子分类结论,分歧可以追溯到4750万年前。

  在全基因组测序的基础上,利用比较基因组学的方法分析了大熊猫和红熊猫在基因组水平进化的分子机制。在基因组水平上,他们鉴定了大熊猫和小熊猫适应性的70个聚合基因。其中部分基因富含纤毛组成,肢端发育,蛋白质消化吸收,视黄醇代谢等途径或分类。熊猫假拇指的发育与竹子必需营养物质的吸收利用密切相关。参与细胞纤毛组装的活化基因DYNC2H1和PCNT是调控大熊猫假性大脑发育的重要基因,适应与必需氨基酸,必需脂肪酸,维生素的摄取和利用等基因有关,增强了熊猫从竹子中的吸收必需营养素,适应低营养竹类食物。

  在全基因组假性遗传分析中,他们鉴定了10个含有肉味味觉受体TAS1R1的大熊猫和小熊猫共有的假基因。 TAS1R1在大熊猫和红熊猫中都是假基因,而在其他食肉动物中是正常的,提出了一个推动物种形成的有趣的遗传事件。进一步分析表明,熊猫TAS1R1基因假性发生的时间应为大熊猫转化为部分食性植物后。本研究揭示了大熊猫和红熊猫在代谢途径,蛋白质收敛和假生成等不同层次上形态和生理特征趋同的遗传机制,为揭示大熊猫和大熊猫收敛和进化的分子机制提供了新的途径,进化生物学的一个热点问题。

  相关研究成果1月17日在美国网上公布,“美国科学院院刊”。 (科信)

  “中国科学”(2017-01-19第1版)

关键词: 社会科学