近日，省部共建草原家畜生殖調(diào)控與繁育國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李光鵬教授課題組高光琦博士在基因組、大數(shù)據(jù)領(lǐng)域具有高影響力的國(guó)際雜志《GigaScience》（IF：7.267）上發(fā)表了題為“Comparative genomics and transcriptomics of Chrysolophus provide insights into the evolution of complex plumage colouration.”的研究論文。該文章首次完成了我國(guó)特有物種紅腹錦雞的全基因組de novo測(cè)序，并通過(guò)對(duì)基因組的解析對(duì)鳥類羽毛顏色的形成機(jī)制展開(kāi)了探討。 作為中國(guó)國(guó)鳥的重要候選物種，紅腹錦雞已被設(shè)為“中國(guó)鳥類協(xié)會(huì)”的會(huì)徽。其體表覆蓋著顏色多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的羽毛，因此成為世界著名觀賞雉類。與哺乳動(dòng)物毛發(fā)相比，鳥類羽毛具有更豐富的顏色和更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，因此可以作為研究陸生脊椎動(dòng)物毛色形成機(jī)制的重要模型。這項(xiàng)研究利用測(cè)得的紅腹錦雞基因組，與其它已公布基因組的51種鳥類進(jìn)行了全基因組比較，確定了紅腹錦雞的系統(tǒng)發(fā)育地位，并且結(jié)合不同顏色羽毛組織轉(zhuǎn)錄組的研究，闡述了因不同色素積累所產(chǎn)生的羽毛顏色變異的相關(guān)機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)，黑色素合成途徑上游的關(guān)鍵基因ASIP、ATRN、EDNRB和KIT在紅腹錦雞基因組上發(fā)生了特異性突變，并且兩個(gè)基因特異轉(zhuǎn)錄本ASIP-1A和MITF-1M的表達(dá)能夠調(diào)控褐黑素與真黑素的轉(zhuǎn)換，由此產(chǎn)生黑、褐、紅、黃色的羽毛。另外，細(xì)胞色素P450超家族（Cytochrome P450 proteins，CYP）的擴(kuò)張使紅腹錦雞比其它雞形目鳥類更具備調(diào)控脂類物質(zhì)代謝的能力，其它與脂類功能相關(guān)的基因也具有物種特異的結(jié)構(gòu)，加之BCO2和APOA1基因的差異表達(dá)，使紅腹錦雞可以在身體特定部位的羽毛中積累一種食物來(lái)源的脂溶性色素——類胡蘿卜素。這些變異也使紅腹錦雞成為雞形目鳥類中極少能夠利用類胡蘿卜素裝飾羽色的物種。 這項(xiàng)研究通過(guò)闡述紅腹錦雞進(jìn)化出的可以調(diào)節(jié)羽毛顏色的分子機(jī)制，為進(jìn)一步探索鳥類乃至哺乳動(dòng)物毛色多樣性的進(jìn)化提供了可靠參考。
原文鏈接：https://academic.oup.com/gigascience/advance-article/doi/10.1093/gigascience/giy113/5091803
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