水生所揭示多倍体鱼类中多个重复的Foxl2部分同源基因和等位基因的功能歧化
2021-12-23
近期,中国科学院院士、中科院水生生物研究所研究员桂建芳团队在Molecular Biology and Evolution上,在线发表了题为Functional Divergence of Multiple Duplicated Foxl2 Homeologs and Alleles in A Recurrent Polyploid Fish的研究论文。
基因组多倍化为物种新基因和新性状的形成提供了有利机会,是物种演化的主要驱动力之一。一般来说,多倍化的结果导致了生物的复杂性、可变性和多样性,特别是增强了其短期的适应性潜能和长期的可演化性。新形成的多倍体在经历“基因组休克(genomic shock)”的融合作用后,发生一系列复杂的、非孟德尔的基因组变化以解决不稳定的问题,对基因组进行改组和重建,演化形成了多倍体或二倍化了的新物种。在异源多倍化过程中,源于两个物种的重复基因演变为部分同源基因(homeolog);在同源多倍化过程中,重复基因演变成等位基因(allele)。尽管多倍体中重复基因的演化命运已进行了较多研究,但学界对具有复杂基因组的复发多倍体重复基因的功能歧化知之甚少。
拥有150多条染色体的六倍体银鲫,在其演化历程中已被揭示发生了两轮多倍化事件——早期的异源四倍化和近期的同源三倍化。六倍体银鲫获得了单性雌核生殖能力,能够产生全雌性子代。该团队前期研究发现,Forkhead box(Fox)蛋白家族的foxl2a和foxl2b在以接力的互作方式调控斑马鱼卵巢的发育和维持(Yang et al.,Genetics,2017,205:1551-1572.)的 基 础 上,以foxl2为靶基因,试图在六倍体银鲫中追踪其多个重复的部分同源基因及其等位基因的功能歧化和其对卵巢发育的调控机制。
研究发现,六倍体银鲫具有3个歧化的foxl2部分同源基因(Cgfoxl2a-B、Cgfoxl2b-A和Cgfoxl2b-B),它们各自又具有3个序列高度一致的等位基因,而Cgfoxl2a-A在演化过程中已丢失。……
