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水生所揭示高原鳅属鱼类起源及其高海拔适应性进化机制

水生所揭示高原鳅属鱼类起源及其高海拔适应性进化机制

  高原鳅属鱼类是青藏高原三大鱼类类群中最大的一类群,广泛分布在青藏高原及其幸运飞艇邻近地区。早期关于高原鳅属鱼类形态特征和地理分布的研究提出,高原鳅这一类群的起源、进化与青藏高原的隆升密切相关。幸运飞艇青藏高原高海拔、栖息地寒冷以及低氧极端环境给当地物种带来了严酷考验。作为青藏高原上代表性的土著物种,高原鳅属鱼类却较幸运飞艇好地适应了严峻的自然条件。此前已有不少研究基于线粒体基因组数据来探讨高原土著动物的适应性进化,但至今尚未有从线粒体基因组视角来阐释高原鳅属鱼类这一类群对高海拔环境适应的遗传机制。

  中国科学院水生生物研究所研究员何舜平学科组通过测定32个鳅超科鱼类的线粒体全基因组(29个高原鳅、2个须鳅和1个长南鳅),结合美国国家生物技术信息中心(NCBI)数据库已公布的64种鳅超科鱼类的线粒体基因组,探讨了高原鳅属鱼类的起源,并为高原鳅属鱼类在适应高海拔环境过程中线粒体的适应性进化提供了全面观点。

  研究结果表明:(1)通过鳅超科鱼类系统进化分析揭示的科水平的系统进化关系,高原鳅属鱼类位于条鳅科自成一个单系群;(2)分化时间估算显示,高原鳅属鱼类和条鳅科其他鳅在约23.5百万年(Ma)前发生分歧,这一时间估计和青藏高原中新世早期的隆起时间相一致;(3)选择压分析结果显示,高原鳅属鱼类线粒体基因组中的13个蛋白质编码基因的非同义突变率和同义突变率的比值(dN/dS)显著高于非高原鳅属鱼类的dN/dS值,说明高原鳅在线粒体基因组水平上呈现出加速进化趋势;(4)正选择分析检测出ND1和ATP8两个蛋白质编码基因在高原鳅这一类群中发生了正选择作用。

  该研究由水生所鱼类系统学与生物地理学学科组博士研究生王莹等完成,并得到中科院战略性先导科技专项(B类)的资助。相关论文近日在线发表于《科学报告》(Scientific reports)上。

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