鸟类羽色相关基因位点变异及其适应性进化

摘要：

黑色素作为鸟类羽色的重要组成,具有保护身体,防止生物寄生,伪装色及各种各样的信号功能.鸟类羽色多态性研究,对于了解鸟类的遗传,变异和进化机制具有重要意义.本研究中,基于鹭科及其他部分现生鸟类核基因黑素皮质素受体1(Mc1r)基因外显子,酪氨酸相关蛋白2(DCT)基因第二外显子,酪氨酸酶基因第一外显子(TYR),酪氨酸酶相关蛋白-1(TYRP1)基因第一外显子的遗传变异分析,在种上水平探讨鸟类羽色进化的分子机制.主要结论如下: 1.共获得11种鹭科鸟类的部分Mc1r序列,长度为774bp,编码258个氨基酸,其中有49个多态信息位点,有18个位点发生非同义突变;DCT的部分序列长度为231bp,编码77个氨基酸,其中有13个多态信息位点,未发现非同义突变位点;TYRP1的部分序列长度为231bp,编码77个氨基酸,其中有22个多态信息位点;有7个位点发生了非同义突变;TYR的部分序列长度为675bp,编码225个氨基酸,其中有46个多态信息位点,有18个位点发生了非同义突变.4个基因的核苷酸多样性都在0.2左右. 2.在4个毛色相关基因中,鹭科鸟类仅在TYRP1中发现一个显著的正选择位点,39Pro/Gin(脯氨酸/谷氨酰胺),其中牛背鹭,中白鹭,苍鹭在此位点为Gin,其余物种则为Pro.通过四个毛色候选基因的同义与非同义率的整体估算,发现在Mc1r,TYR以及TYRP1中存在正选择趋势,暗示毛色相关基因具有一定的保守性,可能受到净化选择的作用,并未产生强烈的趋同进化. 3.基于其他现生鸟类的研究表明,四种毛色相关基因存在选择约束,表明这些基因在进化上具有一定的保守性,鸟类中毛色的趋同进化可能发生在部分物种之间.鸟类羽色的差异可能由基因突变引起,也可能是表达量差异,环境因素等所导致.

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