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Nat Genet:瑞典科学家与华大联合发表流苏鹬交配基因测序研究成果

摘要 : 11月16日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Genetics》杂志在线发表瑞典乌普萨拉大学研究员Leif Andersson与华大基因Xin Liu联合发表的一项研究论文,研究显示流苏鹬的复杂交配策略取决于一段被称为超级基因的DNA

 11月16日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Genetics》杂志在线发表瑞典乌普萨拉大学研究员Leif Andersson与华大基因Xin Liu联合发表的一项研究论文,研究显示流苏鹬的复杂交配策略取决于一段被称为超级基因的DNA

流苏鹬(Philomachus pugnax)在北欧和亚洲的沼泽和湿地比较常见,它们头颈上蓬松的饰羽就像文艺复兴时期流行的装饰性衣领。这种鸟还具有巴洛克式的求偶行为,雄鸟聚集在交配区域进行复杂的求偶表演,以赢取雌鸟的欢心。

科学家们根据交配策略将雄性流苏鹬分为三类:拥有棕色和黑色颈羽的“Independent”雄鸟坚守自己的交配领地;白色颈羽的“Satellite”雄鸟入侵别人的领地,偷取附近的雌鸟;“Faeder”雄鸟最少见,它们利用自己与雌鸟相似的外表来搞破坏。

人们早就发现雄性流苏鹬的交配方式由一个遗传因子决定。不过,这种行为和外形上的广泛差异不大可能来自于一个基因。Nature Genetics杂志上的研究表明,一个长达4.5Mb的超级基因控制着流苏鹬的特殊交配行为,这个超级基因包含125个基因。

一般来说,一段连续的长DNA会受到同源重组的影响。不过流苏鹬的超级基因是倒置形成的,可以防止其中的基因与姐妹染色体上的相应基因进行重组。据介绍,这种倒置的超级基因诞生于大约三百八十万年前。在五十万年前超级基因有些部分又恢复了正常方向,形成了新版本的超级基因。“Faeder”雄鸟具有一个拷贝的原始超级基因,“Satellite”雄鸟具有一个拷贝的新版超级基因,而“Independent”雄鸟缺乏以上两种超级基因。

超级基因在三百八十万年中积累的遗传学改变,造成了雄性流苏鹬迥异的外表和行为。“Faeder”和“satellite”雄鸟的睾酮分解基因附近存在突变。Uppsala大学的Leif Andersson认为,这两种雄鸟不是好斗的领土保卫者,就是因为这个基因过度活跃。此外,“satellite”雄鸟的超级基因还携带干扰MC1R的突变。MC1R与许多动物的毛色和肤色有关,“satellite”雄鸟的白色羽毛可能就是这样来的。

原文链接:

Structural genomic changes underlie alternative reproductive strategies in the ruff (Philomachus pugnax)

原文摘要:

The ruff is a Palearctic wader with a spectacular lekking behavior wher highly ornamented males compete for females. This bird has one of the most remarkable mating systems in the animal kingdom, comprising three different male morphs (independents, satellites and faeders) that differ in behavior, plumage color and body size. Remarkably, the satellite and faeder morphs are controlled by dominant alleles. Here we have used whole-genome sequencing and resolved the enigma of how such complex phenotypic differences can have a simple genetic basis. The Satellite and Faeder alleles are both associated with a 4.5-Mb inversion that occurred about 3.8 million years ago. We propose an evolutionary scenario wher the Satellite chromosome arose by a rare recombination event about 500,000 years ago. The ruff mating system is the result of an evolutionary process in which multiple genetic changes contributing to phenotypic differences between morphs have accumulated within the inverted region.

来源: Nature Genetics 浏览次数:0

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