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生科院杨光教授课题组在著名杂志Molecular Biology and Evolution发表成果

近日,我校生命科学学院杨光教授课题组在鲸类的进化与水生适应机制研究方面取得突破性进展,该成果以“Evolution of Digestive Enzymes and RNASE1 Provides Insights into Dietary Switch of Cetaceans” 为题发表在Molecular Biology and Evolution(doi: 10.1093/molbev/msw191)上。Molecular Biology and Evolution是国际进化生物学领域的顶级期刊,2016年的期刊影响因子为13.649,在进化生物学领域的排名第二(其中在研究类期刊中排名第一)。杨光教授和任文华教授为论文共同通讯作者,博士生汪正飞和徐士霞副教授为论文的共同第一作者。

鲸类(Cetacea)是一类在进化上具有十分重要和特殊意义的次生性水生哺乳动物,其陆栖祖先大约在53百万年前从陆地返回海洋,并逐渐适应海洋生活后演变成为水生生态系统中食物链的顶端类群。值得注意的是,鲸类的陆生祖先是与现生有蹄类相似的草食性动物,主要通过植物性食物中含量较高的淀粉和纤维素等来获得生命活动必需的能量。而现生鲸类生活在海洋和淡水环境中,主要以水生鱼虾及软体动物为食,以这些动物性食物中丰富的酯类和蛋白质及少量的糖类为能量来源。然而,关于鲸类食性转变的遗传学基础知之甚少。

杨光教授课题组通过对10个消化酶基因进行进化遗传学和生物信息学分析,发现蛋白酶和脂肪酶基因受到了正选择作用,提示鲸类在食性转变过程中进化出了更强的脂肪和蛋白消化能力。该研究还发现,与植食性的陆生偶蹄类中具有2-3个RNASE1基因拷贝不同,肉食性的现生鲸类只保留了1个RNASE1基因拷贝,与植食性相关的RNASE1基因拷贝在鲸类食性转变过程中发生了丢失。

该研究首次系统探讨了鲸类食性转变的分子机制,为揭示鲸类的水生适应提供了食性进化方面的证据,也为揭示哺乳动物消化酶基因的进化规律这一重要科学问题,提供了重要的资料。(生命科学学院 供稿)

文章链接http://mbe.oxfordjournals.org/content/early/2016/09/23/molbev.msw191.long