趙華斌課題組揭示味覺功能分化促進了動物對環(huán)境的適應(yīng)
9月19日，生態(tài)學(xué)系趙華斌教授課題組在分子生態(tài)學(xué)的研究方向取得新進展，相關(guān)論文發(fā)表于《Molecular Ecology》（IF=6.885；生態(tài)學(xué)1區(qū)）。論文題目為：Lineage-specific duplication and adaptive evolution of bitter taste receptor genes in bats；論文鏈接：https://doi.org/10.1111/mec.14873
本研究以蝙蝠為研究對象，首次從15種蝙蝠基因組中鑒定出苦味受體基因家族；通過比較分析發(fā)現(xiàn)，食蟲蝙蝠的苦味受體基因數(shù)目并沒有明顯地比食果蝙蝠的多，挑戰(zhàn)了認為食蟲動物比食果動物的苦味基因多的傳統(tǒng)假說。進一步的進化分析發(fā)現(xiàn)，三種鼠耳蝠的苦味受體基因均發(fā)生了多次復(fù)制，復(fù)制之后的基因都檢測到了分子水平的適應(yīng)性進化特征，提示苦味受體基因的復(fù)制可能與鼠耳蝠屬特異的的適應(yīng)輻射有關(guān)，因為鼠耳蝠屬的蝙蝠是哺乳動物中分布最廣泛、物種多樣性最豐富的一個屬。細胞水平的功能實驗顯示，復(fù)制出來的新的苦味受體對兩種昆蟲用來防御天敵的苦味物質(zhì)（熊果苷、水楊苷）產(chǎn)生了明顯的功能分化。這些結(jié)果表明，苦味受體基因的復(fù)制為鼠耳蝠適應(yīng)不同的棲息地與食物多樣性提供了分子基礎(chǔ)。該研究提出了新的假說：基因復(fù)制產(chǎn)生的多個苦味受體能產(chǎn)生功能分化，可以有效阻止動物取食昆蟲體內(nèi)有毒有害的苦味物質(zhì)，進而提高食蟲動物的成活率并促進了它們快速適應(yīng)不同的棲息環(huán)境。該研究特別強調(diào)了味覺在動物環(huán)境適應(yīng)中的重要意義。
我院博士生焦恒武同學(xué)為第一作者，趙華斌教授和美國Monell化感中心的Peihua Jiang博士為共同通訊作者，武漢大學(xué)為第一完成單位。該研究得到了國家自然科學(xué)基金（31672272, 31722051）、美國國立衛(wèi)生研究院項目和武漢大學(xué)博士生短期國際交流項目的資助。
圖注：鼠耳蝠不同苦味受體的功能差異
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