物理科技生物学-PHYICA

欧亚白色天天怕天天射摇尾巴羽毛的遗传基础

生物 2021-12-23 00:03:10

科罗拉多大学博尔德分校的凯西·莱瑟姆-鲍威尔 学分:科罗拉多大学博尔德分校 根据科罗拉多大学博尔德研究员及其同事的新发现,对于鸟类来说,简单并不总是等同于简单——这种差异会导致羽毛的有趣变化

这项新的研究发表在本周的《自然通讯》上,研究了欧亚大陆常见的一种鸟——白色摇尾鸟的两个亚种的杂交区,以了解基因组和物理(或表型)特征之间的关系,以及它们在两个亚种之间繁殖中的作用

他们发现,尽管这些特征的遗传结构——头颈羽毛——相当简单,但这些身体特征的遗传方式却不是这样

这些性状不是通常假设的遗传模型,而是使用一种称为上位性(当一个基因改变另一个基因的表型时)和部分显性(当一个基因的显性形式不能完全掩盖隐性部分的影响时)的遗传模式

这些发现虽然对进化生物学很感兴趣,但也可能对科学家如何不仅理解这种鸟羽毛的遗传学,而且从广义上理解动物的颜色产生重要影响

博尔德大学生态学和进化生物学博士后研究员、该项目的首席研究员格奥尔基·塞姆诺夫说:“通常,基因组数据中有很多噪音,很难确信你发现的这些关联实际上是因果关系。”

“我们发现这是一个由部分显性和上位性控制的非常清晰的结构,这一事实非常有趣,对于我们如何思考寻找与表型性状相关的基因也很重要

即使在简单的情况下,也没那么简单

" 学分:科罗拉多大学博尔德分校 鸟类在世界各地经常杂交

当他们这样做的时候,只要杂种没有不育,他们就有机会与他们的亲本物种分享来自其他物种的新遗传因子(这一过程称为渐渗)

这种共享在新物种的形成过程中起着重要的作用,但它也会影响现有的分类群,因为这些新基因在整个基因组中的共享是不均衡的

人们认为,这种不一致有时会导致一种性状在基因上被取代,远离原本可能发现的地方,但总的来说,人们对这种现象了解甚少

然而,这项新的研究旨在填补这一空白,所以它研究了北半球常见的一种鸟:白色的横尾鸟

白鹞是一种小型鸣禽,有九个亚种,横跨欧亚大陆,从北非到阿拉斯加

在这项研究中,他们观察了两个白色摇尾巴亚种之间的杂交区——阿尔巴和珀里塔

塞姆诺夫和他的同事们之前对横跨西伯利亚的杂交带的3000公里横断面进行了采样,同时也对偏远、孤立的种群进行了采样

研究人员发现,这两个亚种之间似乎只有一个特征与生殖隔离有关:头颈羽毛

他们还发现了非常简单的分离模式,研究人员说,这表明它仅由少数几个影响较大的基因保护,远离它们在基因组中的位置

白色的横尾牛有九个亚种散布在欧亚大陆

学分:科罗拉多大学博尔德分校 “当你有这样的情况时,感兴趣的特征和基因组的其余部分之间有非常明显的分离,这种情况并不常见,”塞姆诺夫评论道

虽然结果在某种程度上是直截了当的,但研究人员说,原因并不简单

为了测试这些结果,以了解渐渗可能发挥的作用,他们使用了一种方法,该方法模仿了加州大学博尔德分校EBIO助理教授斯科特·泰勒和他的同事以前对莺和雀的研究,从先前采样的82只鸟的整个基因组中,仅剖析了该性状的遗传结构,其中62只来自杂交区

他们发现这种特征是通过两个小基因组区域之间的部分显性和上位性传递的,研究人员说,这可能解释了它的不对称渐渗

虽然对这种鸟的进化特别感兴趣,但精确定位这两个基因组区域不仅提供了羽毛变异最初是如何产生的见解,而且从广义上讲也提供了动物的颜色

该论文的资深作者泰勒说:“虽然这种移位模式已经在其他系统中出现,但在不知道移位特征的遗传基础的情况下,很难理解这种模式是如何产生的。”

“我们现在已经很好地掌握了这个系统中正在发生的事情

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