海洋哺乳動物苦覺受體基因的進化及其生態學意義

《海洋哺乳動物苦覺受體基因的進化及其生態學意義》是依託武漢大學，由趙華斌擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：海洋哺乳動物苦覺受體基因的進化及其生態學意義
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：趙華斌
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

海洋哺乳動物是指依賴于海水環境生存的獸類，包括鯨類、鰭腳類、海牛類和裂腳類等128個物種，其中大多數物種為珍稀保護動物。多項證據均表明，海獸的祖先是陸生哺乳動物，在較短時間內從陸地進入水裡生活。為了適應海水生活，海獸在短時間內發生了巨大的生理和形態上的變化，其內在的分子和遺傳學基礎具有重要的研究價值。味覺分為甜、鮮、苦、酸和鹹5種基本感覺形式，賦予了動物判斷食物性質的能力。其中，苦覺能阻止動物攝食有害食物，是避免有害食物危害的防禦機制之一，因而對海獸在水中的生存至關重要。本研究擬對13個海獸代表物種的苦覺受體基因家族（Tas2rs）進行序列測定和分子進化分析，再結合對已公開基因組數據的分析，揭示海獸苦覺受體基因的序列變異和進化模式，估算Tas2r假基因的形成時間，闡釋Tas2r完整基因的分布特點，進而探討食性、水生生活方式和其它生態因素在海獸苦覺進化中的作用和分子機制。

結題摘要

海洋哺乳動物（即海獸）是指依賴于海水環境生存的獸類，包括鯨類、鰭腳類、海牛類等。多項證據均表明，海獸的祖先是素食的陸生哺乳動物，在較短時間內從陸地進入水裡生活，食性同時轉變為以魚類為主。本項目的主要研究內容是：從味覺受體基因進化的角度理解海獸發生快速食性轉變的分子機制。本項目以鯨類為主要研究對象，發現基因突變破壞了鯨類基本的味覺系統，五個主要味覺功能中失去了四個，僅僅保留了鹹覺，使它們成為第一類失去味覺系統的大部分功能的哺乳動物。論文發表於分子進化領域重要期刊 (Genome Biololgy and Evolution, 2014)，《Science》 以“Whales can’t taste anything but salt”為題進行了線上報導，同時被《Genome Biololgy and Evolution》的編輯作為當期亮點文章以“Highlight: A matter of taste—whales have abandoned their ability to taste food”為題進行了推介。在本項目的研究基礎上，我們還探索了吸血蝙蝠、企鵝和48種鳥的味覺基因進化，論文分別發表於英國皇家科學院院刊（Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2014）、生物類綜合期刊（Current Biology, 2015）和分子進化專業期刊（Genome Biology and Evolution, 2015）。