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爬行動物卵生與胎生繁殖模式進化遺傳機制揭示

麻城網首頁  日期:2019-02-15 18:35:33  瀏覽次數:

脊椎動物繁殖模式主要分為卵生和胎生兩種。卵生如何進化為胎生是十分重要的基礎性生物學問題。13日來自中國科學院昆明動物研究所的消息,中外研究人員合作,成功揭示了爬行動物卵生和胎生繁殖模式進化遺傳機制。

胎生繁殖模式具有優化胚胎發育環境和保護胚胎不受外在不利影響的作用,因而可以大大提高后代的存活率和適合度。包括蜥蜴、蛇和蚓蜥等的有鱗類爬行動物約有20%的胎生物種,其獨立起源次數可能達98至129次,超過整個脊椎動物的胎生起源次數的2/3。但胎生進化伴隨卵殼退化、胚胎附著、胎盤發育、受精卵延長滯留、免疫耐受等方面,遺傳機制研究尚屬空白。

中國科學院昆明動物研究所車靜研究員領導的課題組,聯合國內外6個研究組組成的攻關團隊,挑選了沙蜥屬物種作為研究對象。他們在建立荒漠沙蜥及青海沙蜥室內繁殖體系及明確物種不同繁殖時期性狀對比的基礎上,成功獲得兩物種主要繁殖差異時期輸卵管及子宮轉錄組樣品收集。與此同時,還成功解析了青海沙蜥和荒漠沙蜥全基因組數據。

在卵殼退化方面,研究發現在卵生荒漠沙蜥卵殼腺形成時期,與輸卵管、子宮上皮分化、腺體發育等相關功能的基因呈現特異性高表達,而這些基因在胎生青海沙蜥的相應時期并沒有呈現相同的趨勢。此外,研究還發現對應于卵生荒漠沙蜥的產卵期,胎生青海沙蜥在基因表達上表現出一定的差異。

通過對不同胎生蜥蜴的趨同進化分析,研究發現4個基因存在趨同的氨基酸替換。這些基因均與免疫相關,且其中兩個在胚胎附著后表達下調,可能涉及母體對胚胎的免疫調節。然而,統計發現這種趨同進化的水平并不高于隨機情況下產生的氨基酸替換,同時基于胎生支系進化速率的分析也沒有得到趨同的信號。這一分析結果提示,胎生進化可能更多地受基因表達的調控,而非序列變異。此項研究已在最新《美國科學院院刊》上在線發表。

 
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