华大基因Nature Genetics发表重要测序成果

　　

生物通报道：Nature Genetics杂志十一月十六日连发两项测序研究，揭示了一个复杂表型差异的简单遗传学基础。研究显示，流苏鹬的复杂交配策略取决于一段被称为超级基因的DNA。华大基因Xin Liu领导的研究团队参与了流苏鹬的全基因组测序。

流苏鹬（Philomachus pugnax）在北欧和亚洲的沼泽和湿地比较常见，它们头颈上蓬松的饰羽就像文艺复兴时期流行的装饰性衣领。这种鸟还具有巴洛克式的求偶行为，雄鸟聚集在交配区域进行复杂的求偶表演，以赢取雌鸟的欢心。

科学家们根据交配策略将雄性流苏鹬分为三类：拥有棕色和黑色颈羽的“Independent”雄鸟坚守自己的交配领地；白色颈羽的“Satellite”雄鸟入侵别人的领地，偷取附近的雌鸟；“Faeder”雄鸟最少见，它们利用自己与雌鸟相似的外表来搞破坏。

超级基因

早在1995年人们就发现，雄性流苏鹬的交配方式由一个遗传因子决定。不过，这种行为和外形上的广泛差异不大可能来自于一个基因。Nature Genetics杂志上的这两项研究表明，一个长达4.5Mb的超级基因控制着流苏鹬的特殊交配行为，这个超级基因包含125个基因。（延伸阅读：华大基因领衔发表Science重大成果）

一般来说，一段连续的长DNA会受到同源重组的影响。不过流苏鹬的超级基因是倒置形成的，可以防止其中的基因与姐妹染色体上的相应基因进行重组。据介绍，这种倒置的超级基因诞生于大约三百八十万年前。在五十万年前超级基因有些部分又恢复了正常方向，形成了新版本的超级基因。“Faeder”雄鸟具有一个拷贝的原始超级基因，“Satellite”雄鸟具有一个拷贝的新版超级基因，而“Independent”雄鸟缺乏以上两种超级基因。

超级基因在三百八十万年中积累的遗传学改变，造成了雄性流苏鹬迥异的外表和行为。“Faeder”和“satellite”雄鸟的睾酮分解基因附近存在突变。Uppsala大学的Leif Andersson认为，这两种雄鸟不是好斗的领土保卫者，就是因为这个基因过度活跃。此外，“satellite”雄鸟的超级基因还携带干扰MC1R的突变。MC1R与许多动物的毛色和肤色有关，“satellite”雄鸟的白色羽毛可能就是这样来的。

 

生物通编辑：叶予

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Structural genomic changes underlie alternative reproductive strategies in the ruff (Philomachus pugnax)

A supergene determines highly divergent male reproductive morphs in the ruff