海洋哺乳动物信息素嗅觉的分子进化

摘要：

研究感觉基因的进化规律是动物进化领域长期探索的重要问题.哺乳动物通常具有2套嗅觉系统:主要嗅觉系统(MOS)和犁鼻器系统(VNS).其中,VNS主要感知动物个体释放的信息素分子,而信息素在动物的生殖和社会行为中起重要调节作用.为了研究动物信息素嗅觉进化的背后推动力,对海洋哺乳动物的代表物种进行了Trpc2基因(VNS功能的分子标记)的序列测定和进化分析.以前的研究表明,Trpc2基因仅在VNS中表达,其序列完整/缺失与VNS的功能完整/退化完全一致.本研究结果显示,鲸类和海牛类的Trpc2为假基因,鳍脚类的1个分支类群(海豹类)和水獭类的Trpc2也是假基因,提示VNS功能丢失,即信息素嗅觉功能退化;而北极熊和鳍脚类的另一个分支类群(海狮类)保留了1个完整的Trpc2,并且这个基因仍受强烈的净化选择和功能限制,提示信息素嗅觉功能仍然保留.进一步分析表明,信息素嗅觉退化的海兽主要在水中交配,而信息素嗅觉保留的海兽主要在陆地上交配.本研究提出了一个新的科学假说:交配场所的选择可能推动了海洋哺乳动物信息素嗅觉的进化.

关键词：犁鼻器系统、Trpc2、海洋哺乳动物、信息素、假基因、交配、进化

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资助基金：国家自然科学基金批准号:31300313和武汉大学科研启动专项经费批准号:204273661资助

在线出版日期：2015-04-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：175-182