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新主位点调控地山雀喙的进化

经典的数量遗传学发现,大多数表型是多基因的特征。在这种多基因模型下,自然选择往往同时作用于多个基因座,导致少数起主要作用的基因座和许多起小作用的基因座共同控制表型的适应性变化,这对理解多基因性状的遗传基础提出了挑战。

鸟类的喙是一种典型的多基因特征,这是喙的功能多样(如觅食、整理、筑巢、挖洞)和鸟类栖息地的多样性的结果。结果,鸟喙形态的遗传基础在鸡和达尔文雀身上得到了很好的研究,但对野生鸟类的了解却很少。

由于其特性更容易被强选择系数所固定,更不容易因遗传漂变而丢失,主要位点可能与表型更相关,更容易从基因组中被检测到。

中国科学院动物研究所雷富民教授的团队对14种山雀进行了系统基因组研究。他们发现青藏高原上一个主位点(COL27A1)影响了地面山雀的喙伸长,作为对地面觅食和洞穴筑巢习惯的响应。

该研究题为“比较基因组揭示高海拔鸣禽喙形态位点的进化”,已于2020年6月27日发表在《分子生物学与进化》网络版上。

该研究结合了两种方法对14个parid物种进行全基因组分析,并确定了25个高度分化的基因组区域,这些区域与喙长显著相关,发现了7个候选基因涉及骨形态形成和重塑。

中性测试表明,一个允许对高度保守的COL27A1基因进行选择性扫描的模型最好地解释了喙长变化。

他们还在胶原结构域中发现了两个非同义的固定突变,这些突变被预测在功能上是有害的,但可能促进了喙的伸长。

虽然本研究没有做进一步的功能实验验证,但它为理解喙伸长的遗传机制及其在高原适应中的作用提供了重要的见解,同时也突出了比较基因组学在生态适应和进化发育研究中的重要性。

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