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吳東東課題組在非洲白額長尾猴群體基因組方面取得重要進展
2020-09-30 來源:靈長類進化遺傳與發育學科組 作者:
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  非人靈長類作爲人類關系最近的動物類群,通常會被開發成各種疾病模型用于人類疾病的研究。非洲大陸的靈長類物種多樣性十分豐富,大約有111種靈長類,長尾猴屬(Cercopithecus)是其中分布最廣、物種數目最多的一大類群,該屬目前含有26個物種,主要分布在非洲中部的熱帶雨林地區。不同長尾猴物種之間面部特征迥異,毛色多樣,並且多個物種存在同域分布的現象,種間基因滲透現象頻繁,這給長尾猴的遺傳進化研究帶來一定困難。然而迄今爲止,長尾猴屬仍然缺乏一個高質量的參考基因組,這對長尾猴遺傳資源的開發利用形成一定障礙,同時也不利于該類群的保護。 

  本研究首先利用三代基因組測序技術構建了質量較好的白額長尾猴參考基因組,獲得的基因組組裝大小爲2.90 Gbcontig N50達到22.7 Mb。之後對來自不同地點的白額長尾猴樣品進行基因組重測序,發現尼日利亞境內的長尾猴大致可以分爲東(East)、中(WCb)、西(WCa)三個不同的地理遺傳組分(圖1)。東白額長尾猴與其他白額長尾猴遺傳差異最大,且以尼日爾河爲界和其他樣品分開,分歧時間大約爲8.4萬年,這表明尼日爾河在白額長尾猴的種群分化中起著地理隔離的作用。另外對線粒體基因組的遺傳進化分析,研究人員意外地發現東白額長尾猴與同域分布的冠毛長尾猴聚在一起,表明其在進化曆史上可能與冠毛長尾猴發生過種間雜交,通過對基因組中發生滲透區域最長的片段進行分析發現其中的3個基因中有2個(PTPRKFRAS1)被報道與毛色相關,表明毛色在性選擇的過程中可能發揮重要作用。此外,對不同種群的遺傳分化分析發現與免疫相關的基因在不同的種群中發生了顯著高分化,其中與抗猴免疫缺陷病毒(SIV)相關的基因(AKT3IL13)和抗瘧疾相關的基因(G6PD)被檢測到了達爾文正選擇信號(圖2)。非洲多數靈長類動物是SIV病毒的天然宿主,它們與病毒的長期共處的過程中發生協同進化,因此即使它們感染了SIV病毒但在很多情況下並不致病。瘧疾也是非洲非常流行的一種疾病,以往的研究表明瘧原蟲可以在不同的靈長類之間進行傳播,但白額長尾猴是否能抵抗瘧疾還有待進一步研究。本研究提示白額長尾猴可能是研究SIV和瘧疾的潛在動物模型。 

  該研究以“Population Genomics Reveals Incipient Speciation, Introgression, and Adaptation in the African Mona Monkey (Cercopithecus mona)”爲題,在線發表于進化生物學領域知名期刊《Molecular Biology and Evolution》(文章鏈接:https://academic.oup.com/mbe/advance-article/doi/10.1093/molbev/msaa248/5912538)。課題組尼日利亞籍留學生Adeola Oluwakemi Ayoola和助理研究員張寶林爲文章的共同第一作者,吳東東研究員和張寶林助理研究員爲文章的共同通訊作者。該研究得到國家自然科學基金,中科院中非中心,中科院野生動物資源庫和中科院青年創新促進會的資助。該項研究工作依托昆明動物研究所承擔建設的“模式動物表型與遺傳研究(靈長類)國家重大科技基礎設施”開展。 

 

 

  1  采樣範圍和群體遺傳結構分析 

   候選的受選擇基因 

  


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