2月23日,國際權(quán)威期刊《自然·通訊》(Nature Communications)刊發(fā)我校生科院李鋼教授、于曉平教授團隊研究論文《朱鹮新性染色體的進化和表達模式》。團隊首次組裝出雌性朱鹮的高質(zhì)量染色體水平基因組,發(fā)現(xiàn)了朱鹮的新性染色體,分析出其區(qū)別于核心陸鳥的遺傳學特征,為鳥類性染色體演化及性行為研究提供了新視角。
文章第一單位為陜西師范大學,合作單位西南大學、秦嶺大熊貓研究中心、廣州動物園等,第一作者為我校生科院在讀博士生徐璐璐,通訊作者為李鋼、于曉平和西南大學生科院徐洛浩教授。
核心水鳥的典型代表朱鹮是國家一級保護動物,曾一度被認為已經(jīng)滅絕,直至1981年陜西洋縣姚家溝7只朱鹮被學界發(fā)現(xiàn),它才重歸大眾視野。經(jīng)過40余年就地異地保護,朱鹮全球數(shù)量于2023年11月突破萬只大關(guān)。我校作為朱鹮保護國家創(chuàng)新聯(lián)盟理事單位,長期參與朱鹮保護研究。然而迄今為止,人們對核心水鳥W染色體的進化認知極為有限。
核心水鳥通常表現(xiàn)出性單態(tài)特征,一雌一雄制,雙親在撫育后代包括筑巢、孵化和育雛等方面的投入幾乎相等,這與孔雀、環(huán)頸雉等陸生鳥類有很大不同?!拔覀冋菑暮诵乃B這些行為特征出發(fā),去探究現(xiàn)象背后的遺傳學特性,朱鹮較低水平的性選擇壓力為研究核心水鳥性染色體的進化提供了理想模型?!崩钿撜劦?。
團隊投入大量精力完成基因組的組裝與分析,利用生物信息學手段比較多個鳥類基因組,最終發(fā)現(xiàn)朱鹮的新W染色體由常染色體和古老W染色體融合形成,退化速度緩慢、基因保留多,且W染色體的基因具有卵巢偏向性表達。這與目前已知核心陸鳥W染色體普遍的退化程度較高、形態(tài)小、無性別偏向性表達等特性都具有顯著差異。
“朱鹮為一雌一雄的單配制,不具有性二態(tài),而且雄性之間的配偶競爭不及多配制鳥類那么強烈,雌性之間的配偶競爭更有可能驅(qū)使了保留有利于繁殖后代的雌性遺傳特征,對應(yīng)到基因?qū)用?,就是偏向于卵巢特異性的基因更多地被保留和表達。”徐璐璐解釋。
該論文對朱鹮新性染色體的發(fā)現(xiàn)及其演化特性的揭露,展現(xiàn)出了鳥類性染色體的多維進化,為深入探索鳥類性染色體的進化歷史和表達模式提供了新見解。
另悉,李鋼團隊關(guān)于云豹、黑足貓等貓科動物的保護遺傳學研究成果也于近期發(fā)表于《科學進展》(Science Advances)和《美國科學院院報》(PNAS),第一作者均為在讀博士生袁家慶。李鋼表示,朱鹮研究是團隊鳥類研究的良好開端,今后團隊將繼續(xù)在鳥類和貓科動物方向開展研究,深入挖掘基因組遺傳信息,為瀕危物種保護作出更多貢獻。