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Nature Communications發(fā)布基因組測(cè)序
閱讀：374 發(fā)布時(shí)間：2014-12-4來(lái)自深圳華大基因研究院的研究人員，對(duì)4種代表性的彈涂魚(yú)（mudskippers）進(jìn)行了基因組測(cè)序，由此闡明了兩棲魚(yú)類(lèi)適應(yīng)陸地生活環(huán)境的分子機(jī)制。相關(guān)研究論文發(fā)布于12月2日的《自然通訊》（Nature Communications）雜志上（延伸閱讀：華大基因Science參與發(fā)布1KITE項(xiàng)目里程碑研究 ）。
深圳華大基因研究院的石瓊(Qiong Shi)研究員、王?。↗un Wang）研究員以及卞超（Chao Bian）是這篇論文的共同通訊作者。
在泥盆紀(jì)(the Devonian period)由水生向陸生過(guò)渡是脊椎動(dòng)物進(jìn)化*zui重要的事件之一，其導(dǎo)致了四足動(dòng)物在陸地上出現(xiàn)。正是由于這次生物事件，現(xiàn)代陸地生態(tài)系統(tǒng)的雛形才開(kāi)始形成。有意思的是，有幾種在進(jìn)化較晚期出現(xiàn)的硬骨魚(yú)類(lèi)獨(dú)立地進(jìn)化出了適應(yīng)能力，使得它們生命中相當(dāng)大的一部分時(shí)間能夠在陸地上生活。對(duì)陸地生活的這些適應(yīng)包括依靠空氣呼吸，較高的氨耐受能力，利用胸鰭在陸地上爬行等。但目前對(duì)于這些適應(yīng)的遺傳基礎(chǔ)仍知之甚少。
彈涂魚(yú)又稱(chēng)跳跳魚(yú)，是zui大的一群兩棲硬骨魚(yú)類(lèi)。彈涂魚(yú)是世界上*一種能在陸地上活動(dòng)的魚(yú)類(lèi)，它們適應(yīng)*的生境，生活在近海沿岸及河口高潮區(qū)以下的灘涂上或是咸淡水的交界處。它既能在水中呼吸，也能在空氣中呼吸。在水里時(shí)，靠腮來(lái)呼吸。當(dāng)它離開(kāi)水時(shí)，彈涂魚(yú)會(huì)在嘴里含上一口水，以此來(lái)延長(zhǎng)在陸地上停留的時(shí)間。嘴里的這口水可以幫助它呼吸，就像潛水員身上背地氧氣罐。盡管彈涂魚(yú)喜歡在烈日下跑來(lái)跑去，但它終究是魚(yú)，所以仍然得隨時(shí)保持身體濕潤(rùn)，否則就會(huì)死亡。
彈涂魚(yú)的眼睛突出于頭頂，長(zhǎng)得像燈泡似的。它的眼睛具有很強(qiáng)的視力，能看見(jiàn)混濁不清的水下物體。腹鰭呈吸盤(pán)狀，能固定和支撐身體。胸鰭的肌肉特別發(fā)達(dá)，有利于爬行和跳躍。當(dāng)彈涂魚(yú)在水里時(shí)，把鰭當(dāng)成漿，能自由地劃行。離開(kāi)水時(shí)，前鰭就會(huì)變得像腿一樣，在陸地上行走、爬升和跳躍。（Periophthalmus）、青彈涂魚(yú)屬（Scaraos）和齒彈涂魚(yú)屬(Periophthalmodon)，這些魚(yú)類(lèi)代表了對(duì)陸地生活不同程度的適應(yīng)。因此，彈涂魚(yú)是我們了解兩棲類(lèi)動(dòng)物適應(yīng)陸地生活潛在遺傳改變的理想生物。
在這篇新文章中研究人員報(bào)告稱(chēng)對(duì)四種代表性的彈涂魚(yú)進(jìn)行了全基因組測(cè)序，闡明了這些適應(yīng)潛在的分子機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)彈涂魚(yú)中一些先天免疫系統(tǒng)基因發(fā)生了擴(kuò)增，有可能提供了對(duì)陸地病原體的防御能力。彈涂魚(yú)鰓中幾個(gè)與氨排泄通路相關(guān)的基因經(jīng)歷了正選擇，表明它們?cè)趶椡眶~(yú)對(duì)于環(huán)境氨的耐受中起重要作用。一些與視覺(jué)相關(guān)的基因差異性地丟失或突變，證實(shí)發(fā)生了與空中視覺(jué)相關(guān)的一些基因組改變。此外，對(duì)暴露于空氣中的彈涂魚(yú)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析，研究人員還揭示出了響應(yīng)缺氧上調(diào)或下調(diào)的一些調(diào)控信號(hào)通路。
當(dāng)前的研究為我們了解脊椎動(dòng)物從水生向陸生過(guò)渡潛在的分子機(jī)制提供了一個(gè)寶貴的資源。