脊椎動(dòng)物繁殖模式主要分為卵生和胎生兩種。卵生如何進(jìn)化為胎生是十分重要的基礎(chǔ)性生物學(xué)問題。13日來自中國科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所的消息，中外研究人員合作，成功揭示了爬行動(dòng)物卵生和胎生繁殖模式進(jìn)化遺傳機(jī)制。

胎生繁殖模式具有優(yōu)化胚胎發(fā)育環(huán)境和保護(hù)胚胎不受外在不利影響的作用，因而可以大大提高后代的存活率和適合度。包括蜥蜴、蛇和蚓蜥等的有鱗類爬行動(dòng)物約有20%的胎生物種，其獨(dú)立起源次數(shù)可能達(dá)98至129次，超過整個(gè)脊椎動(dòng)物的胎生起源次數(shù)的2/3。但胎生進(jìn)化伴隨卵殼退化、胚胎附著、胎盤發(fā)育、受精卵延長滯留、免疫耐受等方面，遺傳機(jī)制研究尚屬空白。

中國科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所車靜研究員領(lǐng)導(dǎo)的課題組，聯(lián)合國內(nèi)外6個(gè)研究組組成的攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，挑選了沙蜥屬物種作為研究對象。他們在建立荒漠沙蜥及青海沙蜥室內(nèi)繁殖體系及明確物種不同繁殖時(shí)期性狀對比的基礎(chǔ)上，成功獲得兩物種主要繁殖差異時(shí)期輸卵管及子宮轉(zhuǎn)錄組樣品收集。與此同時(shí)，還成功解析了青海沙蜥和荒漠沙蜥全基因組數(shù)據(jù)。

在卵殼退化方面，研究發(fā)現(xiàn)在卵生荒漠沙蜥卵殼腺形成時(shí)期，與輸卵管、子宮上皮分化、腺體發(fā)育等相關(guān)功能的基因呈現(xiàn)特異性高表達(dá)，而這些基因在胎生青海沙蜥的相應(yīng)時(shí)期并沒有呈現(xiàn)相同的趨勢。此外，研究還發(fā)現(xiàn)對應(yīng)于卵生荒漠沙蜥的產(chǎn)卵期，胎生青海沙蜥在基因表達(dá)上表現(xiàn)出一定的差異。

通過對不同胎生蜥蜴的趨同進(jìn)化分析，研究發(fā)現(xiàn)4個(gè)基因存在趨同的氨基酸替換。這些基因均與免疫相關(guān)，且其中兩個(gè)在胚胎附著后表達(dá)下調(diào)，可能涉及母體對胚胎的免疫調(diào)節(jié)。然而，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)這種趨同進(jìn)化的水平并不高于隨機(jī)情況下產(chǎn)生的氨基酸替換，同時(shí)基于胎生支系進(jìn)化速率的分析也沒有得到趨同的信號。這一分析結(jié)果提示，胎生進(jìn)化可能更多地受基因表達(dá)的調(diào)控，而非序列變異。此項(xiàng)研究已在最新《美國科學(xué)院院刊》上在線發(fā)表。(趙漢斌)

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