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我校科研团队揭示基因渐渗推动鸫科羽色演化与物种分化的遗传机制

发布时间:2026-11-13 16:21:18

来源: 野生动物与自然保护地学院

作者: 姜川

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近日,我校野生动物与自然保护地学院李波副教授与中山大学生态学院刘阳教授团队联合在国际学术期刊Cell Reports(中科院一区TOP期刊,IF5year=8.4)发表题为“Introgression catalyzing plumage evolution and speciation in an Asian songbird complex”的研究论文。研究以东亚地区三种近缘鸫科鸟类为对象,结合染色体水平参考基因组与群体基因组数据,揭示了种间基因渐渗与羽色演化、基因组分化之间的紧密联系,为理解杂交渐渗如何促进鸟类表型多样性与物种分化提供了新的研究证据。该研究由姜川硕士学位论文《三种鸫科鸟类基因组遗传分化的研究》整理而成,李波副教授与刘阳教授为共同通讯作者,伟德国际1949始于英国为论文第一署名单位。

研究聚焦于东亚地区近缘鸫科鸟类——红尾斑鸫(Turdus naumanni)、斑鸫(T. eunomus)和赤颈鸫(T. ruficollis)(图1)。研究团队首先构建了红尾斑鸫染色体水平参考基因组,并结合三个物种共66个个体的全基因组重测序数据,系统分析了它们的种群历史、基因组分化及种间基因适应性渐渗格局。

图1 三种鸫的分布区、种群动态以及遗传结构

研究发现,红尾斑鸫与斑鸫虽然羽色差异明显,但在全基因组水平上的遗传分化极低,显著差异主要集中于少数局部区域,即“基因组岛” (图2)。这表明,两者的分化并未均匀发生在整个基因组中,少数关键区域可能在其演化过程中发挥了重要作用。

图2 杂交检测揭示赤颈鸫与红尾斑鸫之间的基因渗入

研究进一步分析显示,红尾斑鸫与斑鸫之间的高分化区域,与赤颈鸫向红尾斑鸫渐渗的区域高度重合。基于强渐渗区域的遗传变异,可以较清晰地区分红尾斑鸫与斑鸫;而在缺乏渐渗信号的区域中,两者则难以区分(图3)。这一结果表明,来自赤颈鸫的遗传变异,可能是推动红尾斑鸫与斑鸫局部基因组分化的重要因素。

图3 斑鸫、红尾斑鸫和赤颈鸫之间的基因组分化模式

在这些关键区域中,研究团队识别出ASIP、OCA2和HERC2三个与黑色素合成及调控相关的候选基因(图4)。这些基因所在区域呈现出渐渗与选择信号,提示来自赤颈鸫的色素相关遗传变异,可能参与了红尾斑鸫棕红色羽色的形成。

图4 三个色素基因涉及的细胞通路图及基因组演化特征

该研究将种间基因交流、色素相关遗传变异与近缘物种分化联系起来,表明适应性渐渗能够为表型演化提供新的遗传材料,并可能进一步促进物种形成。研究为理解鸟类羽色多样性的遗传基础提供了新线索,也为探索生物多样性形成的演化过程提供了重要案例。

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