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Nature里程碑:大型测序揭示共享基因

日期:2012-05-17 07:55:56

由来自八国32所研究机构,80位科学家组成的国际研究团队发表文章,公布了一种南美蝴蝶的基因组测序结果,这不仅揭示出了这种蝴蝶与其它种类蝴蝶相同与不同之处,也发现了不少与嗅觉味觉相关的基因,这一里程碑式成果公布在Nature杂志上。

 

这是被称为Heliconius基因组研究联盟首次公布的研究成果,这项研究分析了诗神袖蝶(Heliconius melpomene)的基因组——一种生活在秘鲁亚马逊的著名蝴蝶物种,并且以此数据为导向,研究人员还比较了此种蝴蝶,与另外两种亲缘关系近的蝴蝶:Heliconius timaretaHeliconius elevatus的基因组序列。

 

之所以选择这三个物种,是因为这几种蝴蝶翅膀具有相似的色彩图案,而这也正是蝴蝶躲避天敌的方式。令研究人员感到惊讶的是,这些不同种类的蝴蝶看起来很相像的原因,是它们具有相同的色彩图案基因组片段。

 

文章作者,哈佛大学James Mallet说,“这种蝴蝶在品种之间,以及其它种类品种之间具有极多数量的色彩图案模仿”,“我们发现这些品种共享了编码色彩图案位点的基因组片段,而这些片段对于蝴蝶野外生存具有重要的意义。”

 

研究人员认为,品种之间的遗传共享是杂交的结果,当两种不同物种的动物在野外交配的时候,就会出现杂交品种,但是这种情况很少出去,尤其是动物中。

 

获得的杂交后代常常具有与父本和母本相同的特征,虽然也可能出现进化终结,但是杂交过程也会引入新基因,这些基因能帮助这一群体更好的适应新环境,或者改变后的环境。

 

“我们发现蝴蝶能通过杂交,从其它品种中获得保护性色彩图案基因——这个过程比从头进化获得色彩图案过程,快得多”,文章作者,伦敦大学遗传学系,博士后Kanchon Dasmahapatra说。

 

“这个项目确实改变了我们一般对于适应性的看法观点”,来自哈佛大学,参与测序的Marcus Kronforst说,“进化生物学家常常困惑于不同物种利用相同的基因,能产生相似的特征,比如这种蝴蝶的翅膀图案。这项研究则告诉了我们,有时不同物种不仅能利用相同的基因,而且还是完全相同的DNA片段,这些片段是通过杂交而来的。”

 

除此之外,这项研究也在蝴蝶基因组中发现了丰富的嗅觉和味觉基因,之前研究人员认为蝴蝶等应属于视觉动物,不会有太多的嗅觉和味觉功能。但是在这项研究中,研究人员却发蝴蝶的触角中包含有嗅觉受体,而腿上还具有味蕾。