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生命科学学院INGE SEIM课题组在有袋类袋鼩属雄性交配后死亡机制研究中取得重要进展

近日,我校生命科学学院INGE SEIM教授课题组采用多平台策略成功地构建了染色体层级的有袋类袋鼩属基因组序列图谱,成果以论文题目为“A Chromosome-level genome of Antechinus flavipes provides a reference for an Austrlian marsupial genus with male death after mating”在线发表在国际生物学领域顶级期刊《Molecular Ecology Resources》。

有袋类袋鼬科袋鼩属(Antechinus)是澳大利亚特有物种,雄性在繁殖季节结束后,迅速衰老,并在1-2周内死亡,其独特的生活史策略可称为“终身一胎”或“自杀式繁殖”。由于雄性袋鼩交配后的快速衰老,常作为短寿研究的重要模型。

研究团队采用第二代、三代高通量测序和Hi-C辅助基因组组装技术,对黄足袋鼩(Antechinus flavipes)行了de novo测序、组装和注释,获得了染色体层级高质量黄足袋鼩基因组。所得基因组大小为3.2 Gb,Contig N50达51.8 Mb,Scaffold N50达636.7Mb,拥有24,708个蛋白编码基因。团队同时对另外两个袋鼩物种(A. argentus 和 A. arktos)以及姐妹物种(Murexia melanurus)进行了基因组组装。种群动态分析发现更新世的气候变化导致袋鼬科各亚科之间的栖息地隔离和种群分化。通过繁殖季节前后的转录组学数据分析发现,细胞因子相关基因在繁殖后期的雄性中下调暗示繁殖后期雄性袋鼩免疫力的下降促进其快速衰老;糖代谢相关基因的表达改变与繁殖后期雄性袋鼩的能量代谢紊乱相一致。

本研究第一个获得了染色体级别的“终身一胎”哺乳动物基因组,为快速衰老的研究提供了关键材料。同时,袋鼩属基因组资源还对有袋类动物的生态、进化和保护研究提供了重要工具。南京师范大学生命科学学院田然和青岛华大韩凯为共同第一作者,INGE SEIM教授和青岛华大范广益为共同通讯作者。相关研究受到国家自然科学基金、江苏省特聘教授、江苏省优势学科基金等的支持(文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1755-0998.13501)。