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我校生命学院刘建全团队与云南大学于黎团队共同在Science发文 揭示黔金丝猴的同倍性杂交起源

发布时间 :2023年06月05日 来源 :生命科学学院 编辑 :崔予芮 浏览量 :

6月2日,我校生命学院刘建全团队与云南大学于黎团队在Science联合发表了题为Hybrid origin of a primate, the gray snub-nosed monkey的研究论文,通过比较基因组学、群体基因组学、分子功能实验等方法,揭示了黔金丝猴的同倍性杂交起源。

黔金丝猴同倍性杂交物种形成示意图

研究表明,黔金丝猴可能是由滇金丝猴/怒江金丝猴(黑灰色毛色)的祖先与川金丝猴(金色毛色)在约180万年前同倍性杂交后产生的新物种。利用刘建全团队前期开发的杂交物种形成关键基因的鉴定方法,研究人员成功鉴定到了一系列可能在黔金丝猴杂交物种形成过程中发挥了重要作用的毛色性状相关候选基因,并利用分子实验对其功能分化进行了体外验证。黔金丝猴中与毛色相关的多个基因座位上的等位基因交替继承自两个亲本谱系,使得黔金丝猴产生了黑灰色与金色相间的“马赛克式”毛色表型,从而导致其与两个亲本谱系产生交配前生殖隔离。

据悉,这是首次在灵长类动物中发现同倍性杂交物种形成现象,揭示了其在灵长类表型和物种多样化过程中的重要作用;不同于多数近期杂交物种形成过程中两个亲本物种均还存在的情况,这一古老杂交物种形成事件的一个亲本物种已经灭绝,分化成了两个现存物种。

该研究是Science期刊灵长类基因组专刊的重要组成部分之一,于黎团队吴宏教授、刘建全团队王则夫博士(现为南京林业大学教授)、于黎团队章誉兴博士生为该文共同第一作者,刘建全和于黎教授为该文共同通讯作者。

同倍性杂交物种形成新模型

高级分类单元间的古老同倍性杂交物种形成事件

该研究所使用的模型和方法,是刘建全团队在2021年发表在《分子植物》杂志上提出的。刘建全团队在对桦木科虎榛子属长达12年的研究中,提出了同倍性杂交物种形成的简洁模型,并依据模型开发了鉴定杂交物种形成关键基因的新方法。除了本研究的黔金丝猴外,运用这一模型和方法,刘建全团队独立、或与合作者们揭示了一系列古老杂交物种形成的遗传机制:桦木科鹅耳枥属千金榆组、猕猴属食蟹猴组、亚洲黑熊。这些研究标志着刘建全团队提出的同倍性杂交物种形成分子遗传机制的新模型和鉴定杂交物种形成关键基因的新方法在众多类群中具备较强的普适性;其对古老杂交物种形成事件的识别,和对杂交物种起源过程中关键基因的鉴定,展现出较强的技术优越性。

刘建全团队长期以青藏高原物种为研究对象,围绕同倍性杂交物种形成这一科学问题开展研究,揭示了系列杂交物种形成案例。在对桦木科虎榛子属长达12年的研究中,通过野外生殖隔离检测、基因组演化分析、关键物种形成基因鉴定、生化功能检验以及转基因验证等,揭示了居中虎榛子的同倍性杂交物种形成历史,建立了同倍性杂交物种形成分子遗传机制的新模型:杂交后代在杂交过程中交替继承来自两个亲本物种的生殖隔离相关基因,快速与两个亲本物种形成生殖隔离,并最终演化成为一个新物种。在此模型的基础之上,开发了杂交物种形成关键基因的鉴定方法,实现了杂交物种形成关键基因的精准定位。该方法克服了以往众多研究中,无法确定物种形成关键基因是否在物种群体间分化固定、及其是否驱动了物种起源的早期生殖隔离等技术难点;可对古老杂交物种形成事件(尤其是亲本已分化为多个现存物种的杂交物种形成事件)中的关键基因进行精准鉴定。

刘建全,2012年入职四川大学,教授,博士生导师,曾入选国家级特聘教授(2008)、国家级领军人才(2016)。获全国百篇优秀博士学位论文奖(2001)、国家自然科学二等奖(2004, 3/5)、中国青年科技奖(2007)、中国高校10大科技进展(2012)、教育部自然科学一等奖等10余项奖励。2020年获美国植物学会通讯会员终身荣誉称号。