基于序列水平鉴定鸟类趋同喂食求偶行为相关基因
趋同进化指物种间独立进化出相似特征以适应相似的环境或填补相同的生态位。相同环境背景中相似表型特征的进化,长期被视作适应性进化的证据。研究趋同进化一般将选择压力、表型特征相互关联起来。鸟类求偶方式是一个复杂的行为,包括歌唱、羽饰等,一些系统发育关系较远的鸟类,却表现出相似的求偶行为,这种表型趋同背后的分子机制仍有待研究。本研究以九种鸟类为研究对象,从基因家族和直系同源基因两个方面研究与鸟类喂食求偶行为相关的基因,有助于揭开鸟类喂食求偶之谜,为研究其他物种的求偶行为提供借鉴。在基因家族方面的分析,发现:1)鸟类的基因家族以单拷贝为主,多数鸟类的基因家族在进化过程中发生收缩;2)鸟类基因家族的基因得失速率很低,说明鸟类在百万年的进化过程受到较强的功能约束;3)鸟类喂食求偶行为与特定基因家族的扩增和收缩有关。特异性扩增的基因家族与动物行为相关,如基因DNM1与刺激响应行为相关;然而,特异性收缩的基因家族功能大多与细胞过程、细胞组成相关。通过比较基因组分析,首先鉴定包含趋同氨基酸位点的直系同源基因,再结合正选择分析结果。结果表明,喂食求偶鸟类中,包含趋同氨基酸位点的基因多与动物行为相关,如ADORA2A基因,与喂食和觅食行为有关;此外,一些与繁殖行为、交配行为、喂食行为相关的基因经历了加速进化,与繁殖过程、免疫功能、刺激响应相关的基因经历了正选择。在喂食求偶的鸟类中,对14个既包含趋同位点又经受加速进化的基因功能注释,发现多数基因的功能与中央神经系统的发育、端脑的区域化、胚胎大脑的发育相关,还有一些与动物行为相关;同时,对4个既包含趋同位点又经受正选择的基因进行功能注释,这些基因与细胞有丝分裂的调节、蛋白激酶的活性等过程相关。 （共53页)
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