老虎、獅子和豹子是我們都很熟悉的大型貓科動(dòng)物，但對于它們的進(jìn)化史，我們卻不大了解。近日，巴西、美國等地的研究人員組裝了美洲豹（Panthera onca）的de novo基因組，并測序了多頭美洲豹的外顯子組，以便了解豹屬的適應性和相互關(guān)系。這項成果于7月19日發(fā)表在《Science Advances》上。 
  

      豹屬（Panthera）包括獅子、老虎、金錢(qián)豹、雪豹和美洲豹。這些大型貓科動(dòng)物的輻射狀進(jìn)化被認為是在幾百萬(wàn)年前發(fā)生的。研究人員認為，探索這個(gè)過(guò)程有望深入了解這些動(dòng)物的多樣化適應。然而，他們也指出，由于太過(guò)復雜，豹屬的系統發(fā)育研究是眾所周知的難題。

      在這項研究中，研究人員挑選了一只來(lái)自巴西南部的雄性美洲豹，昵稱(chēng)為Vagalume。他們對其基因組DNA進(jìn)行Illumina雙端和mate-pair測序，將產(chǎn)生的序列從頭組裝成平均覆蓋度達94倍的基因組。
 
      之后，研究人員利用美洲豹血液和組織的RNA序列數據，對基因組進(jìn)行了注釋?zhuān)@個(gè)基因組包含25,451個(gè)預測的蛋白質(zhì)編碼基因。他們還對另一只雄性金錢(qián)豹（Panthera pardus）開(kāi)展Illumina雙端全基因組測序，產(chǎn)生了25倍的基因組覆蓋度。
 
      通過(guò)比較老虎、獅子和雪豹的已組裝或未組裝的基因組序列數據，研究人員開(kāi)始追溯豹屬的群體模式。他們發(fā)現了多個(gè)群體衰退的跡象，這些可能導致如今大型貓科動(dòng)物的遺傳多樣性有限以及群體規模較小。
 
      研究團隊的系統發(fā)育分析表明，老虎和雪豹與獅子、金錢(qián)豹和美洲豹的分離大約發(fā)生在337萬(wàn)至584萬(wàn)年之前。同時(shí)，通過(guò)比較基因組學(xué)和選擇分析，他們還發(fā)現了物種特異性的陽(yáng)性選擇，包括美洲豹的顱面發(fā)育基因，這些有助于動(dòng)物形成較大的頭部和有力的撕咬。
 
      此外，基因組位點(diǎn)中也存在著(zhù)其他一些信號，它們可能影響了大型貓科動(dòng)物的視力、花紋、生殖性狀及其他性狀。研究人員還測序了30頭來(lái)自南美洲不同地區的美洲豹的外顯子組，指出單一物種也存在適應性滲入和潛在選擇。
 
      “我們確定了多個(gè)物種特異性的陽(yáng)性選擇特征，影響與顱面和肢體發(fā)育、蛋白質(zhì)代謝、缺氧、繁殖、色素沉著(zhù)和感官知覺(jué)相關(guān)的多個(gè)基因，”作者解釋說(shuō)?！斑@些結果說(shuō)明了快速趨異、形成后混合和自然選擇之間的復雜相互作用?！?/span>

    （本文轉載生物通）