文章内容

兰州大学 - 《兰州大学报》

我校学者利用比较基因组学解析盲鼹鼠物种形成模式和适应机制

2020-12-11     浏览(241)     (0)

  本报讯 盲鼹型鼠是对地下生活适应性最强的物种之一。以前研究发现,盲鼹鼠主要通过染色体变异形成新的物种,且各物种之间在行为、生理等方面都表现出差异。但是物种形成的驱动因子是什么,他们之间是辐射式成种还是二歧式成种,在成种过程中他们是如何适应新环境的?

  近日,由兰州大学生态学创新研究院和草地农业生态系统国家重点实验室牵头完成的一项研究,比较了同域物种和染色体差异物种之间的基因组差异和同域物种之间的甲基化差异,报道了五个盲鼹型鼠的物种形成原因和对不同气候带的适应机制以及其物种形成模式和分化时间等相关内容,该研究为我们制定控制害鼠的策略,保护和恢复生态环境具有重要意义。
  全基因组研究发现:各物种之间基因组分化明显,更新世时期冰期和间冰期的交替变化塑造了盲鼹鼠有效群体大小的波动情况,每一次的气候变暖驱动了新物种的形成,除了同域物种之间依然存在基因流外,其他各群体间基因流极其微弱。同时发现:S.golani为祖先种,大概1.34Mya,S.carmeli从S.golani中分离开来,这与化石证据(1.4Mya)和DNA杂交证据(1.6±0.3)相近,虽然S.carmeli跟S.galili接触面积很大,但是二者分化系数很大,杂交缓冲区小,为二次接触。S.judaei于 184kya从 S.carmeli中分化出来。
  四个染色体物种之间的杂交缓冲带的距离跟分化系数成反比,物种分化距离越大,其杂交缓冲带越窄,说明其受到进化选择压力。
  盲鼹鼠受到选择的基因与低氧、黑暗、攻击行为和凝血等功能相关。群体间的基因组分化岛屿可能是祖先遗传多样性分选导致的。四个染色体物种的拷贝数变异也有显著分化,S.judaei群体中的L1转座子具有显著差异,这些重复序列可能在物种形成和群体适应过程中起到重要作用。
  两个同域物种的甲基化具有显著差异,其甲基化差异的基因功能富集在耐受低氧、高二氧化碳、热调节和DNA修复等功能上,所有这些差异驱动了新物种的形成及其对自身生境的适应。
  相关研究结果以“Genomeevolu鄄tionofblindsubterraneanmolerats:Adaptiveperipatricversussympatricspe鄄ciation”为题,发表在 《美国科学院院刊》(PNAS)上,兰州大学生态学创新研究院李克欣教授为第一作者兼并列通讯作者,刘建全教授为该项目的指导专家。(生态学创新研究院)