移动版 | 网站地图 | 联系我们 | 所长信箱 | English | 中国科学院
 
首 页 机构概况 机构设置 研究成果 研究队伍 博士后 研究生教育 所级中心 合作交流 科学传播 创新文化 党群园地 信息公开
新闻动态
通知公告
头条新闻
综合新闻
学术活动
交流动态
科研进展
视频新闻
传媒扫描
现在位置:首页 > 新闻动态 > 传媒扫描
【中国科学报】科学家揭示大、小熊猫趋同演化遗传学机制
  发布日期:2017-01-25  |  来源:综合办公室  |      

  本报讯 熊猫和小熊猫属于食肉目不同的科:大熊猫属于熊科,而小熊猫属于鼬超科中的小熊猫科,二者分歧已有4000多万年。尽管其系统发育关系较远,它们却演化出相同的食竹食性;更为有趣的是,这两种熊猫的前掌还演化出一个特殊的结构——伪拇指,以帮助抓握竹子,是适应性演化和趋同演化的经典案例。然而,伪拇指形成的分子机制一直难以揭示。

  为揭示大熊猫和小熊猫形态性状和生理性状趋同的遗传学机制,中国科学院动物研究所研究员魏辅文领导的研究团队首次对小熊猫全基因组进行从头测序、组装和注释,并通过补充测序对大熊猫基因组进行了重新组装,组装质量比之前版本有了较大提升。基因组水平的系统发育分析显示,大熊猫属于熊科,而小熊猫属于鼬超科,结果支持之前分子水平的分类结论,且二者分歧时间可追溯到4750万年前。

  在全基因组测序的基础上,他们采用比较基因组学方法从基因组水平进行了大熊猫和小熊猫趋同演化的分子机制解析。在全基因组水平,他们鉴定了70个大、小熊猫适应性趋同的基因,其中部分基因富集在纤毛组装、肢端发育、蛋白消化与吸收、视黄醇代谢等类别或通路,与大、小熊猫伪拇指发育和对竹子中必需营养物质吸收利用密切相关。参与细胞纤毛结构组装的肢端发育基因DYNC2H1和PCNT是调控熊猫伪拇指发育的重要基因;与必需氨基酸、必需脂肪酸和维生素吸收利用相关的基因也发生了适应性趋同,可增强熊猫从竹子中汲取必需营养物质以适应低营养的竹子食物。

  在全基因组水平的假基因化分析中,他们鉴定了10个大、小熊猫共有的假基因,其中包含感知肉味的鲜味受体基因TAS1R1。TAS1R1在大、小熊猫中均发生了假基因化,而其他食肉动物的该基因正常,呈现了一个有趣的食性特化驱动的遗传趋同事件。进一步分析显示,小熊猫TAS1R1基因发生假基因化的时间应该在小熊猫食性转换为部分植食之后。该研究从代谢通路、蛋白趋同到假基因化等不同水平揭示了大熊猫和小熊猫形态与生理性状趋同的遗传学机制,为趋同演化这一演化生物学热点问题分子机制的揭示提供了新的案例。

  相关研究结果1月17日在线发表于美国《国家科学院院刊》上。(柯讯) 

  《中国科学报》 (2017-01-19 第1版 要闻)
 

  Copyright © 1995-2017 中国科学院动物研究所 版权所有
备案序号:京ICP备05064604号 文保网安备案号:1101050062
地址:北京市朝阳区北辰西路1号院5号 邮编:100101
电子邮件: ioz@ioz.ac.cn, 电话: 10-64807098, 传真: 10-64807099