首页 > 生物技术 >>正文

昆明动物所揭示海陆蛙高盐耐受遗传机制

生物技术 时间:2020-11-21 18:20:53 作者:莫敖坤
【http://www.globalcon.cn - 中国农业科技网】

据报道,大多数两栖类不能在环境盐分超过10‰的水体中生存,而海陆蛙(Fejervarya cancrivora,又名食蟹蛙(Crab-eating frog))是个例外,它们普遍分布于东南亚和中国海南红树林沼泽半咸水环境中,对高盐分的水环境具有极强的耐受性(例如,耐受的环境盐分可高达海水盐度的~2/3)。先前的生理研究表明:血浆中高的盐离子浓度(主要是钠离子和钾离子)以及血浆和组织(主要是肝脏和肌肉)中高的尿素浓度可能在海陆蛙适应高盐分的水环境中扮演重要角色,但是目前这种适应的遗传基础并不清楚。

中国科学院昆明动物研究所研究员车静课题组对海陆蛙及其近缘物种泽陆蛙(Fejervarya limnocharis)和虎纹蛙(Hoplobatrachus rugulosus)进行了深度转录组测序,利用比较基因组学和比较转录组学的手段首次在序列变异和表达水平两个层面上来揭示海陆蛙的高盐适应性进化遗传机制。研究结果表明,在海陆蛙基因组中存在大量与离子转运(例如:sodium ion transport)相关的蛋白编码基因发生了快速进化。在海陆蛙种系中正选择基因扫描也发现这些正选择基因被显著富集在肾脏钠盐排泄调控通路中,其中正选择基因ANPEP和AVPR2被牵涉肾盐处理和尿液浓缩。在表达水平上相比于其近缘物种,在海陆蛙的肾脏中存在大量差异表达的基因,而这些差异表达基因存在显著抬升的进化速率,暗示了相比于皮肤和脑,肾脏在海陆蛙适应高盐环境中扮演了最为重要的角色,同时研究人员发现这些显著差异表达的基因也被显著富集在肾脏钠盐的调控通路中。研究人员整合了正选择基因和差异表基因的结果之后发现4个牵涉体液流体调控的基因不仅经历了正选择而且有表达上的显著提升。此外,研究人员发现了两个激素调控通路(renin-angiotensin-aldosterone system和aldosterone-regulated sodium reabsorption pathway)很可能在海陆蛙的高盐渗透调控中扮演重要角色。该研究为进一步深入研究海陆蛙的高盐适应性进化遗传机制奠定了基础。

该研究成果近期在Scientific Reports上在线发表,昆明动物所博士研究生邵永为第一作者,研究员车静、中科院院士张亚平和博士吴东东为共同通讯作者,该研究得到国家自然科学基金的资助。

最新文章
推荐文章