近日，省部共建草原家畜生殖調(diào)控與繁育國家重點實驗室李光鵬教授課題組高光琦博士在基因組、大數(shù)據(jù)領域具有高影響力的國際雜志《GigaScience》（IF：7.267）上發(fā)表了題為“Comparative genomics and transcriptomics of Chrysolophus provide insights into the evolution of complex plumage colouration.”的研究論文。該文章首次完成了我國特有物種紅腹錦雞的全基因組de novo測序，并通過對基因組的解析對鳥類羽毛顏色的形成機制展開了探討。 作為中國國鳥的重要候選物種，紅腹錦雞已被設為“中國鳥類協(xié)會”的會徽。其體表覆蓋著顏色多樣、結構復雜的羽毛，因此成為世界著名觀賞雉類。與哺乳動物毛發(fā)相比，鳥類羽毛具有更豐富的顏色和更復雜的結構，因此可以作為研究陸生脊椎動物毛色形成機制的重要模型。這項研究利用測得的紅腹錦雞基因組，與其它已公布基因組的51種鳥類進行了全基因組比較，確定了紅腹錦雞的系統(tǒng)發(fā)育地位，并且結合不同顏色羽毛組織轉錄組的研究，闡述了因不同色素積累所產(chǎn)生的羽毛顏色變異的相關機理。研究發(fā)現(xiàn)，黑色素合成途徑上游的關鍵基因ASIP、ATRN、EDNRB和KIT在紅腹錦雞基因組上發(fā)生了特異性突變，并且兩個基因特異轉錄本ASIP-1A和MITF-1M的表達能夠調(diào)控褐黑素與真黑素的轉換，由此產(chǎn)生黑、褐、紅、黃色的羽毛。另外，細胞色素P450超家族（Cytochrome P450 proteins，CYP）的擴張使紅腹錦雞比其它雞形目鳥類更具備調(diào)控脂類物質代謝的能力，其它與脂類功能相關的基因也具有物種特異的結構，加之BCO2和APOA1基因的差異表達，使紅腹錦雞可以在身體特定部位的羽毛中積累一種食物來源的脂溶性色素——類胡蘿卜素。這些變異也使紅腹錦雞成為雞形目鳥類中極少能夠利用類胡蘿卜素裝飾羽色的物種。 這項研究通過闡述紅腹錦雞進化出的可以調(diào)節(jié)羽毛顏色的分子機制，為進一步探索鳥類乃至哺乳動物毛色多樣性的進化提供了可靠參考。
原文鏈接：https://academic.oup.com/gigascience/advance-article/doi/10.1093/gigascience/giy113/5091803
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