Nature Genetics:中国科学家破译金丝猴基因组

【字体: 时间:2014年11月03日 来源:北京诺禾致源

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  中国科学院动物研究所和诺禾致源共同合作,在国际上率先完成了金丝猴的基因组序列图谱的构建,为解析金丝猴适应植食性的分子机制、系统发育和进化提供了遗传基础,该研究成果于2014年11月2日在线发布于国际著名期刊Nature Genetics上。

  

   中国科学院动物研究所和诺禾致源共同合作,在国际上率先完成了金丝猴的基因组序列图谱的构建,为解析金丝猴适应植食性的分子机制、系统发育和进化提供了遗传基础,该研究成果于2014年11月2日在线发布于国际著名期刊Nature Genetics上。

   川金丝猴(Rhinopithecus roxellana)隶属于灵长目(Primates),疣猴亚科(Colobinae),仰鼻猴属(Rhinopithecus),与大熊猫齐名,是国宝级保护动物。疣猴亚科是旧大陆猴一个特殊群体,具有类似反刍动物的复杂的胃,其肠道微生物可以发酵和消化纤维素,具有独特的植食性适应性。同时亚洲疣猴的系统发育关系一直都是争议的焦点。

植食性适应机制

   该研究显示,在金丝猴进化过程中有105个基因发生了正选择,多与脂肪酸和能量代谢相关;33个快速进化嗅觉基因中69.7%的基因可能与水果、植物等气味相关;583个嗅觉基因中假基因占61.7%,这可能与金丝猴嗅觉系统退化相关;金丝猴的肠道微生物群落与牛的相似,且与前肠发酵相关。这些基因水平上的发现解析了金丝猴的植食性的分子机制。

RNASE1重复基因

   对与植食性紧密相关的RNASE1重复基因进行研究,结果支持“一次复制假说”,即该基因复制发生在亚洲叶猴和非洲叶猴分歧之前;同时也支持“平行进化假说”,并发现第39位氨基酸由碱性向非碱性的转变是导致其最适pH值降低的关键,并且这一变化在疣猴亚科中至少独立发生了三次。

系统进化

   研究还证实了北部物种(川金丝猴和黔金丝猴)与喜马拉雅物种(滇金丝猴和缅甸金丝猴)约在160万年以前发生了分化;北部物种形成时间约在62万年前,喜马拉雅物种形成时间约在15万年前。

   通过对金丝猴基因组进行全面系统的研究,解析了金丝猴的植食性分子遗传机制,为了解疣猴亚科的系统进化、功能适应性奠定了遗传基础,同时为保护这些高度濒危及独特物种提供理论依据。

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参考文献
Zhou X, Wang B, Pan Q, Li R, Li M, et al.Whole-genome sequencing of the nub-nosed monkey provides insights into folivory and evolutionary history [J]. Nature Genetics. 2014, Epub ahead of  print.

原文摘要:

Whole-genome sequencing of the snub-nosed monkey provides insights into folivory and evolutionary history

Colobines are a unique group of Old World monkeys that principally eat leaves and seeds rather than fruits and insects. We report the sequencing at 146× coverage, de novo assembly and analyses of the genome of a male golden snub-nosed monkey (Rhinopithecus roxellana) and resequencing at 30× coverage of three related species (Rhinopithecus bieti, Rhinopithecus brelichi and Rhinopithecus strykeri). Comparative analyses showed that Asian colobines have an enhanced ability to derive energy from fatty acids and to degrade xenobiotics. We found evidence for functional evolution in the colobine RNASE1 gene, encoding a key secretory RNase that digests the high concentrations of bacterial RNA derived from symbiotic microflora. Demographic reconstructions indicated that the profile of ancient effective population sizes for R. roxellana more closely resembles that of giant panda rather than its congeners. These findings offer new insights into the dietary adaptations and evolutionary history of colobine primates.

 


 

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