疣猴亞科（Colobinae）是靈長類舊大陸猴中一個重要和特殊的群體，它們通常以植食性為主且獨立發(fā)展出具有類似反芻動物的復(fù)雜的胃這一重要生理特征，其腸道微生物可能參與發(fā)酵和消化纖維素。近期，中國科學(xué)院動物研究所李明研究組與北京諾禾致源生物信息科技有限公司等單位合作，利用二代Illumina HiSeq2000測序平臺，對一只雄性川金絲猴 (R. roxellana)（疣猴亞科，仰鼻猴屬Rhinopithecus）進(jìn)行了de novo測序（測序深度達(dá)到146×）以及同屬的滇金絲猴 (R. bieti)、黔金絲猴 (R. brelichi)和緬甸金絲猴 (R. strykeri)進(jìn)行了全基因組重測序（各30×左右），通過比較基因組學(xué)，結(jié)合功能實驗和宏基因組分析，揭示了靈長類植食性適應(yīng)的分子機(jī)制，并闡明了金絲猴屬的起源和演化歷史。
利用新獲得的基因組數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，與人以及類人猿等基因組相比，舊大陸猴的基因組可能更加“動態(tài)”，并存在著較多的重組以及轉(zhuǎn)座事件。而在植食性適應(yīng)方面，這一類群可能采取兩種策略，即一方面通過基因復(fù)制和擴(kuò)張來消除植物次生代謝產(chǎn)物的毒性，而另一方面與脂肪酸和能量代謝相關(guān)的基因則受到正選擇作用，有利于其發(fā)酵代謝以及高海拔適應(yīng)。有趣的是，盡管金絲猴的嗅覺基因中有61.7%為假基因（這可能與金絲猴萎縮的外鼻孔以及嗅覺系統(tǒng)退化相關(guān)），但在其與牛的基因組比較分析中卻發(fā)現(xiàn)33個快速進(jìn)化的嗅覺基因，且大部分這些嗅覺基因（69.7%）可能參與感知水果、植物等氣味相關(guān)，這一比例高于其他相關(guān)的物種；利用基因組數(shù)據(jù)，這次研究還首次對與植食性緊密相關(guān)的RNASE1基因的復(fù)制區(qū)域進(jìn)行界定，針對RNASE1的序列比較及功能實驗結(jié)果支持“一次復(fù)制假說”，即該基因復(fù)制發(fā)生在亞洲葉猴和非洲葉猴分歧之前；同時結(jié)果也支持“平行進(jìn)化假說”，并證實第39位氨基酸由堿性向非堿性的轉(zhuǎn)變可能是導(dǎo)致其最適pH值降低的關(guān)鍵。
在起源和演化歷史分析中，研究顯示了金絲猴北方類群的分化時間約為1.60 百萬年前，緊鄰金絲猴祖先種群的分化（1.69百萬年前），這一時間與引起青藏高原抬升的原木運動（Yuanmu Movement）的時間吻合（~ 1.6百萬年前），因此認(rèn)為青藏高原的抬升有可能引起了金絲猴屬的分化以及隨后的北方類群分化。該研究還發(fā)現(xiàn)北方類群和喜馬拉雅類群的種化時間卻非常滯后（如北方類群為0.62 ± 0.17百萬年前，而喜馬拉雅類群為0.15 ± 0.10百萬年前），且后一類群的基因組分化和種化時間剛好與倒數(shù)第二次冰期（Penultimate Glaciation）的起止時間相吻合（0.13-0.3百萬年前），表明在該冰期對于喜馬拉雅類群的擴(kuò)散及基因交流有著重要的影響。最后該研究還重建了金絲猴屬四個物種有效種群大�。∟e）的歷史波動且存在明顯不同，即川金絲猴種群歷史中曾經(jīng)歷了兩次種群擴(kuò)張和兩次瓶頸現(xiàn)象，而其他三種金絲猴自從分化后一直處于種群數(shù)量下降過程中。
研究結(jié)果于
Nature Genetics 封面
動物所等揭示金絲猴植食性適應(yīng)分子機(jī)制及其進(jìn)化歷史
動物所等揭示金絲猴植食性適應(yīng)分子機(jī)制及其進(jìn)化歷史
