论文部分内容阅读
高原鼢鼠(Eospalax baileyi)作为青藏高原地区特有的地下鼠,已成为国内探讨动物进化与适应机制的重要研究对象。然而,与其它大部分地下鼠的状况类似,目前对于高原鼢鼠的研究也仅止于单个或少数几个基因;同时,这些研究也没有通过种间比较,进而分析高原鼢鼠与其它地下鼠的分子进化与适应机制上有无异同点。这在一定程度上制约了我们对这类动物进化适应研究的认识水平。本研究对高原鼢鼠脑和肝脏的转录组进行测序,同时结合裸鼹鼠的数据,从序列位点选择和基因表达量两个方面系统分析两种地下鼠的分子趋同进化特征。通过对数千个直系同源基因的分析,筛选高原鼢鼠和裸鼹鼠分子进化的共同点,进一步阐明地下鼠进化适应特征的分子机制。另外,本文还对高原鼢鼠、银星竹鼠(Rhizomys pruino sus)等地下鼠的基因正选择位点分析以及鼢鼠亚科系统发生地位进行了研究。 本研究主要内容包括:⑴完成了高原鼢鼠和银星竹鼠的脑和肝脏转录组测序、组装和注释。⑵高原鼢鼠和裸鼹鼠基因位点的趋同进化检测结果:共检测到54个基因存在理论趋同进化位点,其中2个基因各存在2个理论趋同进化位点。经Genecards搜索,其中43个基因功能(或部分功能)已知,其中30个基因属于常规催化或上游调控类,参与的功能过程很多,与表型的关系不易确定。其余13个基因的功能与表型对应关系相对明确,分别与肌肉健康、血液循环、氧代谢、能量平衡等存在密切关联。⑶高原鼢鼠与裸鼹鼠(Heterocephalus glaber)的基因表达特征检测结果:共检测到103个在两种地下鼠中上调表达的基因,这些基因的平均上调倍数为7.07倍。经Genecards搜索,其中80个基因功能(或部分功能)已知,但大部分(60个)基因属于常规催化或上游调控类,与表型的关系不易确定。其余20个有相对明确表型对应特征,其中有5个基因与DNA修复相关,3个与红细胞功能相关,3个与肌肉或骨骼功能相关,其它基因则分别与心脏、线粒体、免疫、生殖、生物节律、饥饿耐受等功能相关联。⑷检测到高原鼢鼠的26个基因存在潜在的正选择位点。经FDR校正后,得到3个具有显著正选择位点的基因,分别与血红素代谢、氧化胁迫下诱导的细胞凋亡、低氧诱导的细胞凋亡有关。⑸确定了鼢鼠亚科的系统发生地位,即鼹形鼠科中鼢鼠亚科和竹鼠亚科亲缘关系更近,后两者再与鼹形鼠亚科组成鼹形鼠科。