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华大基因联手20余国科学家完成大型鸟类基因组项目

2014年12月12日 20:32:02 来源: 新华网

华大基因联手20余国科学家完成大型鸟类基因组项目

美国《科学》杂志刊登8篇研究成果

    新华网深圳12月12日电(记者冯璐 赵瑞希)由华大基因联合全球200多位科学家共同研究的鸟类基因组系统演化史项目12日在深圳举办成果发布会,该项目全面解码了鸟类起源过程,揭秘了羽毛、飞行、鸣叫等演化机制。当日,美国《科学》杂志鸟类专刊上刊登了8篇该项目的研究成果。

    鸟类是白垩纪物种大灭绝事件中的幸存者,其后它们在短期内经历了一次超级物种大爆发。然而,现代鸟类的演化历史和亲缘关系这一最基本的问题却一直是困扰了学界数世纪的未解之谜。另外,鸟类快速演化形成了超过10000个不同物种,产生这些鸟类生物多样性背后的分子机制,科学界也知之甚少。

    为了还原生物演化史上这一重要的篇章,华大基因联合美国杜克大学、丹麦哥本哈根大学的两位教授启动了鸟类基因组项目研究。在来自20多个国家、80多家机构的200多位科学家历经4年的努力下,完成了48只鸟类物种的基因组测序、组装和全基因组比较分析,全面解码鸟类起源过程,揭秘羽毛、飞行、鸣叫等演化机制。

    28篇首期研究成果于12日在《科学》和其他杂志上以专刊形式集中刊发,其中8篇刊登在《科学》鸟类专刊上。《科学》杂志和美国科学促进会的代表林明峰在发布会上表示,在《科学》上一次出版这么多篇系列文章是“非常非常不寻常的”。

    在《科学》刊登的8篇研究成果介绍了研究者基于全基因组数据构建了有史以来可信度最高的鸟类分子演化树,解决了对早期鸟类演化关系历史争论;描述了鸟类基因组演化的历程、控制声音学习的分子通路如何在一些鸟类和人类的大脑语言控制区域中独立演化出来;鸟类的性染色体复杂的演化历程;在早期演化过程中,鸟类是如何一步步丢失牙齿;鸟类近亲鳄鱼的基因组是怎样演化的;鸟类歌唱行为在大脑内的基因调控机制;一种利用大规模基因组数据构建演化树的新方法等。

    该项目的全基因组分析结果推翻了之前一些研究推测现代鸟类的扩张应该发生在大灭绝事件之前的1000万-8000万年的结论,显示现代鸟类的扩张发生在6600万年前的大灭绝事件前后。研究者认为仅有很少的鸟类从大灭绝事件中存活了下来,后来这些鸟类逐渐演化出了10000多种新鸟纲鸟类,95%的现存鸟类来自这一新鸟纲鸟类。大灭绝事件释放的生境也许为鸟类新物种的形成创造了良好条件,导致它们在不到1500万年的时间里快速产生了很多新物种,在很大程度上也解释了为何现代鸟类具有如此丰富的多样性。

    华大基因研究员张国捷表示,鸟类基因组研究具有重要意义,例如:控制鸟类语言分子表达通路和基因表达通路和人类语言学习的基因表达通路是一致的,未来可以进一步研究基因突变对语言障碍的影响。并且,也有助于弄清禽流感的传播规律和分布等与人类健康息息相关的问题。

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