高原鰍屬魚類是青藏高原三大魚類類群中最大的一類群,廣泛分布在青藏高原及其鄰近地區(qū)。早期關(guān)于高原鰍屬魚類形態(tài)特征和地理分布的研究提出,高原鰍這一類群的起源、進(jìn)化與青藏高原的隆升密切相關(guān)。青藏高原高海拔、棲息地寒冷以及低氧極端環(huán)境給當(dāng)?shù)匚锓N帶來了嚴(yán)酷考驗(yàn)。作為青藏高原上代表性的土著物種,高原鰍屬魚類卻較好地適應(yīng)了嚴(yán)峻的自然條件。此前已有不少研究基于線粒體基因組數(shù)據(jù)來探討高原土著動(dòng)物的適應(yīng)性進(jìn)化,但至今尚未有從線粒體基因組視角來闡釋高原鰍屬魚類這一類群對(duì)高海拔環(huán)境適應(yīng)的遺傳機(jī)制。
中國科學(xué)院水生生物研究所研究員何舜平學(xué)科組通過測定32個(gè)鰍超科魚類的線粒體全基因組(29個(gè)高原鰍、2個(gè)須鰍和1個(gè)長南鰍),結(jié)合美國國家生物技術(shù)信息中心(NCBI)數(shù)據(jù)庫已公布的64種鰍超科魚類的線粒體基因組,探討了高原鰍屬魚類的起源,并為高原鰍屬魚類在適應(yīng)高海拔環(huán)境過程中線粒體的適應(yīng)性進(jìn)化提供了全面觀點(diǎn)。
研究結(jié)果表明:(1)通過鰍超科魚類系統(tǒng)進(jìn)化分析揭示的科水平的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系,高原鰍屬魚類位于條鰍科自成一個(gè)單系群;(2)分化時(shí)間估算顯示,高原鰍屬魚類和條鰍科其他鰍在約23.5百萬年(Ma)前發(fā)生分歧,這一時(shí)間估計(jì)和青藏高原中新世早期的隆起時(shí)間相一致;(3)選擇壓分析結(jié)果顯示,高原鰍屬魚類線粒體基因組中的13個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因的非同義突變率和同義突變率的比值(dN/dS)顯著高于非高原鰍屬魚類的dN/dS值,說明高原鰍在線粒體基因組水平上呈現(xiàn)出加速進(jìn)化趨勢;(4)正選擇分析檢測出ND1和ATP8兩個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因在高原鰍這一類群中發(fā)生了正選擇作用。
該研究由水生所魚類系統(tǒng)學(xué)與生物地理學(xué)學(xué)科組博士研究生王瑩等完成,并得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B類)的資助。相關(guān)論文近日在線發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》(Scientific reports)上。
