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我校对口支援西藏大学青年科研团队解密西藏天葬鸟
发布时间:2021-05-07 15:32  作者:  来源:发展规划与学科建设办公室  阅读:

新闻网讯(通讯员项念)武汉大学对口支援西藏大学青年科研团队—生命科学学院赵华斌教授课题组,就西藏天葬鸟食腐肉而不生病和天葬鸟基因组的遗传多样性与藏大合作进行了研究。近日,《分子生物学与进化》在线发表了课题组最新研究成果。该文章回答了两个问题:“鹫类为什么能食腐而自身不生病?”“作为濒危鸟类,其基因组有何特征?”

论文题为“Vulture genomes reveal molecular adaptations underlying obligate scavenging and low levels of genetic diversity”(《鹫类基因组揭示专性食腐的分子适应性机制及其较低的遗传多样性》)武汉大学生命科学学院博士研究生邹大虎(西藏大学的硕士毕业生)为论文的第一作者,武汉大学生命科学学院赵华斌教授(西藏大学柔性引进人才)为论文的通讯作者。

据悉,鹫类隶属于鹰形目,均为大型猛禽,全世界共有鹫类22种,在我国主要分布青藏高原、西南和西北边境地区,是脊椎动物中唯一的专性食腐动物,被誉为“自然界的清道夫”。通过高效地清除动物尸体,鹫类成功的遏制了其它食腐动物(鼠、苍蝇等)的种群快速增长,并阻断了病原微生物的传播,比如狂犬病、炭疽和鼠疫。然而,在近几十年中,鹫类生存现状备受威胁;22种鹫类中,16种(73%)面临灭绝风险,17种(77%)种群数量持续下降。鹫类俨然已成为鸟类中最为濒危的类群之一。

本研究的两种鹫类(A. 高山兀鹫;B. 胡兀鹫)和一种外群鸟类(C. 大鵟)

赵华斌课题组对两种鹫类(高山兀鹫、胡兀鹫)和一种外群鸟类(大鵟)进行了全基因组测序,结合已发表的鹰形目鸟类基因组进行进化分析。通过对22个胃酸分泌通路基因进行选择压分析和趋同分析,找到了三个经历强烈自然选择的关键基因(ATP4B, CFTR和SLC26A7);比较分析了10种鸟类的非编码区保守序列(CNEs),研究人员发现SLC26A7基因内含子区域两个CNE在两种鹫类中均发生了加速进化。这些发现拓宽了人们对鹫类高胃酸特性在腐食适应中的认识。全基因组范围蛋白编码基因的进化分析显示,PIGR基因在所研究的鹫类中均受到正选择,且含有相同的正选择位点;该基因在分泌型免疫球蛋白的分泌过程中起着重要作用。对高山兀鹫、胡兀鹫、红头美洲鹫的趋同分析发现,三个重要基因(EPCAM,JCHIN及STING)发生了趋同的氨基酸替换,它们均参与肠胃粘膜防御过程。此外,研究人员比较了不同食性鸟类免疫基因的进化速率,发现鹫类免疫基因进化速率(dN/dS)显著高于其它食性鸟类,证实了鹫类免疫系统在食腐适应过程中得到了强化的疾病防御能力。

鹫类进化树及其胃酸基因的适应性进化特征

鹫类免疫基因的适应性进化特征

研究人员结合之前发表的鸟类基因组数据,比较了51种鸟类的基因组杂合度,发现鹫类基因组杂合度远远低于鸟类平均水平,揭示人类活动以及自然环境的变化可能严重影响着鹫类的生存。因此,保护鹫类,刻不容缓。

鹫类基因组的遗传多样性较低及其种群历史动态的模拟

该研究的参加单位还有西藏大学、中国科学院西北高原研究所、青海省西宁野生动物园、中国科学院新疆生态与地理研究所、北京师范大学、伦敦玛丽女王大学等。

据悉,随着2010年《高校团队对口支援西藏大学框架协议书》的签订,武汉大学作为教育部对口支援高校团队副组长单位,全面对口支援西藏大学建设,重点对口支援西藏大学理学院、医学院和政法学院。在学科建设、师资队伍、人才培养、科学研究和管理队伍等方面做了大量细致有效的工作。该研究为武汉大学与西藏大学间共同合作、共促发展奠定了良好的基础。

(编辑:付晓歌)

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