【科技日報】爬行動物卵生與胎生繁殖模式進化遺傳機制揭示

2021-01-11 中國科學院
【科技日報】爬行動物卵生與胎生繁殖模式進化遺傳機制揭示

2019-02-14 科技日報 趙漢斌

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  脊椎動物繁殖模式主要分為卵生和胎生兩種。卵生如何進化為胎生是十分重要的基礎性生物學問題。13日來自中國科學院昆明動物研究所的消息,中外研究人員合作,成功揭示了爬行動物卵生和胎生繁殖模式進化遺傳機制。

  胎生繁殖模式具有優化胚胎發育環境和保護胚胎不受外在不利影響的作用,因而可以大大提高後代的存活率和適合度。包括蜥蜴、蛇和蚓蜥等的有鱗類爬行動物約有20%的胎生物種,其獨立起源次數可能達98至129次,超過整個脊椎動物的胎生起源次數的2/3。但胎生進化伴隨卵殼退化、胚胎附著、胎盤發育、受精卵延長滯留、免疫耐受等方面,遺傳機制研究尚屬空白。

  中國科學院昆明動物研究所車靜研究員領導的課題組,聯合國內外6個研究組組成的攻關團隊,挑選了沙蜥屬物種作為研究對象。他們在建立荒漠沙蜥及青海沙蜥室內繁殖體系及明確物種不同繁殖時期性狀對比的基礎上,成功獲得兩物種主要繁殖差異時期輸卵管及子宮轉錄組樣品收集。與此同時,還成功解析了青海沙蜥和荒漠沙蜥全基因組數據。

  在卵殼退化方面,研究發現在卵生荒漠沙蜥卵殼腺形成時期,與輸卵管、子宮上皮分化、腺體發育等相關功能的基因呈現特異性高表達,而這些基因在胎生青海沙蜥的相應時期並沒有呈現相同的趨勢。此外,研究還發現對應於卵生荒漠沙蜥的產卵期,胎生青海沙蜥在基因表達上表現出一定的差異。

  通過對不同胎生蜥蜴的趨同進化分析,研究發現4個基因存在趨同的胺基酸替換。這些基因均與免疫相關,且其中兩個在胚胎附著後表達下調,可能涉及母體對胚胎的免疫調節。然而,統計發現這種趨同進化的水平並不高於隨機情況下產生的胺基酸替換,同時基於胎生支系進化速率的分析也沒有得到趨同的信號。這一分析結果提示,胎生進化可能更多地受基因表達的調控,而非序列變異。此項研究已在最新《美國科學院院刊》上在線發表。

  (原載於《科技日報》 2019-02-14 01版)

  脊椎動物繁殖模式主要分為卵生和胎生兩種。卵生如何進化為胎生是十分重要的基礎性生物學問題。13日來自中國科學院昆明動物研究所的消息,中外研究人員合作,成功揭示了爬行動物卵生和胎生繁殖模式進化遺傳機制。
  胎生繁殖模式具有優化胚胎發育環境和保護胚胎不受外在不利影響的作用,因而可以大大提高後代的存活率和適合度。包括蜥蜴、蛇和蚓蜥等的有鱗類爬行動物約有20%的胎生物種,其獨立起源次數可能達98至129次,超過整個脊椎動物的胎生起源次數的2/3。但胎生進化伴隨卵殼退化、胚胎附著、胎盤發育、受精卵延長滯留、免疫耐受等方面,遺傳機制研究尚屬空白。
  中國科學院昆明動物研究所車靜研究員領導的課題組,聯合國內外6個研究組組成的攻關團隊,挑選了沙蜥屬物種作為研究對象。他們在建立荒漠沙蜥及青海沙蜥室內繁殖體系及明確物種不同繁殖時期性狀對比的基礎上,成功獲得兩物種主要繁殖差異時期輸卵管及子宮轉錄組樣品收集。與此同時,還成功解析了青海沙蜥和荒漠沙蜥全基因組數據。
  在卵殼退化方面,研究發現在卵生荒漠沙蜥卵殼腺形成時期,與輸卵管、子宮上皮分化、腺體發育等相關功能的基因呈現特異性高表達,而這些基因在胎生青海沙蜥的相應時期並沒有呈現相同的趨勢。此外,研究還發現對應於卵生荒漠沙蜥的產卵期,胎生青海沙蜥在基因表達上表現出一定的差異。
  通過對不同胎生蜥蜴的趨同進化分析,研究發現4個基因存在趨同的胺基酸替換。這些基因均與免疫相關,且其中兩個在胚胎附著後表達下調,可能涉及母體對胚胎的免疫調節。然而,統計發現這種趨同進化的水平並不高於隨機情況下產生的胺基酸替換,同時基於胎生支系進化速率的分析也沒有得到趨同的信號。這一分析結果提示,胎生進化可能更多地受基因表達的調控,而非序列變異。此項研究已在最新《美國科學院院刊》上在線發表。
  (原載於《科技日報》 2019-02-14 01版)

列印 責任編輯:侯茜

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  • 爬行動物卵生與胎生繁殖模式進化遺傳機制揭示
    脊椎動物繁殖模式主要分為卵生和胎生兩種。卵生如何進化為胎生是十分重要的基礎性生物學問題。13日來自中國科學院昆明動物研究所的消息,中外研究人員合作,成功揭示了爬行動物卵生和胎生繁殖模式進化遺傳機制。胎生繁殖模式具有優化胚胎發育環境和保護胚胎不受外在不利影響的作用,因而可以大大提高後代的存活率和適合度。包括蜥蜴、蛇和蚓蜥等的有鱗類爬行動物約有20%的胎生物種,其獨立起源次數可能達98至129次,超過整個脊椎動物的胎生起源次數的2/3。但胎生進化伴隨卵殼退化、胚胎附著、胎盤發育、受精卵延長滯留、免疫耐受等方面,遺傳機制研究尚屬空白。
  • 研究揭示爬行動物卵生和胎生繁殖模式進化的遺傳機制
    卵生繁殖模式是指母體產卵,隨後卵在外界環境中孵化至卵內胚胎完全發育而孵出幼體;而胎生繁殖模式則是母體將受精卵滯留在子宮或輸卵管內直至胚胎發育完全,由母體直接分娩產出。胎生繁殖模式具有優化胚胎發育環境和保護胚胎不受外在不利影響的作用,因而可以大大提高後代的存活率和適合度。
  • 昆明動物所等揭示爬行動物卵生和胎生繁殖模式進化的遺傳機制
    有鱗類爬行動物(包括蜥蜴、蛇和蚓蜥)約有20%的胎生物種,其獨立起源次數可能達98-129次,超過整個脊椎動物的胎生起源次數的三分之二。有鱗類的胎生起源多發生在較低的分類階元(屬下、種下水平),便於進行不同繁殖模式的比較研究,因此為研究胎生繁殖模式的進化提供了一個重要的模型。卵生如何進化為胎生?這是十分重要的基礎性生物學問題。
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    為什麼同一種蜥蜴的繁殖方式會如此不同呢?輕鬆切換繁殖模式科學家對這種蜥蜴進行了深入的研究,他們發現這種蜥蜴的奇怪生育方式與安第斯山脈有一定的關係。在安第斯山脈形成之前,也就是大約3000萬年前,這種蜥蜴以卵生的方式繁殖,安第斯山脈形成後,這些蜥蜴的生存環境發生了變化,它們開始以胎生的方式繁殖後代,而大約在2000萬年前,一部分蜥蜴搬到了山下,它們的繁殖方式又變成了卵生。我們知道,同一種物種如果長期處於不同的生存條件下,那麼它們有可能變成不同的兩種物種,就像從大陸分離的海島上的生物會進化得和它們的同類不同一樣。
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  • 地球上最全能的物種,能胎生又能卵生,種族擴大有望了!
    地球上最全能的物種,能胎生又能卵生,種族擴大有望了!自然界中的生物大多奉行有性繁殖,主要有兩種方式,一種是卵生,另一種是胎生,目的都是為了繁育下一代。一般來說,鳥類、爬蟲類等動物都屬於卵生類,哺乳動物是胎生類。雖然方式有差異,但最終的目的都是為了將後代延續下去。
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    胎生還是卵生?它既能下蛋還能產仔,人類將見證進化過程!地球上生活著無數的物種,無數的生命在地球上孕育。雖然有這麼多的物種,但是孕育後代的方式幾乎都是固定的,哺乳動物,卵生動物,殼生動物等等。比較常見的卵生動物就是爬行類,比如青蛙,除此之外,鳥類和大部分的昆蟲都是卵生動物。哺乳動物又叫做胎生動物,陸地上大多數都是哺乳動物,在海洋裡,最出名的哺乳動物就是鯨魚,除此之外還有海豚等等。
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    圖片來源:《自然—通訊》 本報訊(記者馮麗妃)合肥工業大學劉俊及同事的一項新研究描述了一具懷孕的爬行動物的化石,該化石距今約有此前,人們從未發現過胎生的主龍形下綱動物。相關成果2月15日在線發表於《自然—通訊》。 胎生曾在許多種動物中獨立演化出來,但現代鳥類和鱷目動物都是通過產卵繁殖的,表明在這一世系中或許存在著阻礙胎生的生物學限制因素。 新研究描述了一具新恐頭龍化石樣本,這是一種在中國發現的長頸水生爬行動物,其歷史可追溯到三疊紀中期。
  • 生育方式為何有胎生卵生?如果你是卵生會怎樣?
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  • 合肥工大發現胎生遠古爬行動物
    圖片來源:《自然—通訊》 合肥工業大學劉俊及同事的一項新研究描述了一具懷孕的爬行動物的化石,該化石距今約有2.45億年歷史。此前,人們從未發現過胎生的主龍形下綱動物。相關成果2月15日在線發表於《自然—通訊》。 胎生曾在許多種動物中獨立演化出來,但現代鳥類和鱷目動物都是通過產卵繁殖的,表明在這一世系中或許存在著阻礙胎生的生物學限制因素。 新研究描述了一具新恐頭龍化石樣本,這是一種在中國發現的長頸水生爬行動物,其歷史可追溯到三疊紀中期。
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