食肉目鼬科及基因家族相关进化研究获进展

近日来自中国科学院昆明动物研究所的张亚平院士课题组捷报频传，在食肉目鼬科分子系统学研究及基因家族相关性进化研究中取得突破性进展，两项研究成果分别发表在著名杂志《BMC进化生物学》和《基因组生物学与进化》上。张亚平院士早年毕业于复旦大学生物系，1991年获中国科学院昆明动物研究所博士学位，在他37岁的时候成为了中国科学院院士。主要的研究包括在国内较早地、系统地开展动物分子系统学的研究，深入研究灵长类、食肉类、兔形类和啮齿类的进化，在国际上建立了较为全面的熊超科分子系统树等。食肉目鼬科（Mustelidae）物种是经历快速辐射进化和近期物种形成事件的典型类群，围绕其所包含的各亚科之间的系统发育关系一直是国内外研究的热点，至今仍处于“众说纷纭”的状态。中国科学院昆明动物研究所张亚平院士、云南大学于黎研究员和博士研究生刘江，硕士研究生彭丹结合模式生物基因组信息，系统筛选得到17个新的单拷贝核基因内含子片段，将它们用于食肉目鼬科亚科间系统发育关系研究。研究结果支持美洲獾亚科(Taxidiinae)最先分歧，然后是獾亚科(Melinae)。水獭亚科(Lutrinae)和鼬亚科(Mustelinae)在所有分析中都聚为姐妹群。有趣的是，鼬獾亚科(Helictidinae)的系统发育位置在核基因和线粒体基因分析中得到了不同的结果：线粒体基因组分析支持它和水獭亚科/鼬亚科的关系最近，而核基因提出了与以往所有系统发育分析结果不同的系统发育假说，支持它和貂亚科(Martinae)是姐妹群。食物的寻找、选择和消化之间存在一定的关系，虽然宏观上的主观判断存在合理性，但缺乏遗传学上的直接证据。中国科学院昆明动物研究所张亚平院士，吴东东博士，David Irwin教授等研究人员分析了12种果蝇中六个和食物有关的基因家族：类胰蛋白丝氨酸蛋白酶(Tryp_SPc)（主要作用于食物消化）；气味结合蛋白(odorant-binding protein, OBP)，嗅觉受体(OR)，味觉受体(gustatory receptor，GR) （对于寻找、选择鉴定食物，避免有毒物质是必不可少的）；细胞色素P450 (cytochrome P450, CYP450) 和谷胱甘肽-S-转移酶基因(glutathione S-transferase, GST) （是食物中以及代谢过程中产生的有毒物质的解毒酶），发现这些基因家族的大小在12个果蝇基因组中存在显著相关性。考虑到这些基因家族中的很多基因在食物寻找、选择和消化过程中都起到重要作用，推测该六个基因家族由于食物的适应性在果蝇进化过程中发生了相关性进化。（来源：生物通何嫱）