研讨提醒多倍体鱼类中多个反复的Foxl2部门同源基因和等位基因的功效歧化

近期，中国迷信院院士、中科院水生生物研讨所研讨员桂建芳团队在Molecular Biology and Evolution上，在线颁发了题为Functional Divergence of Multiple Duplicated Foxl2 Homeologs and Alleles in A Recurrent Polyploid Fish的研讨论文。

基因组多倍化为物种新基因和新性状的造成提供了无利机遇，是物种演变的次要驱能源之一。普通来说，多倍化的成果招致了生物的简单性、可变性和多样性，特殊是加强了其短期的顺应性潜能和恒久的可演变性。新造成的多倍体在阅历“基因组休克（genomic shock）”的交融作用后，产生一系列简单的、非孟德尔的基因组变动以解决不稳定的成绩，对基因组进行改选和重修，演变造成了多倍体或二倍化了的新物种。在异源多倍化进程中，源于两个物种的反复基因演化为部门同源基因（homeolog）；在同源多倍化进程中，反复基因演化成等位基因（allele）。虽然多倍体中反复基因的演变命运已进行了较多研讨，但学界对具备简单基因组的复发多倍体反复基因的功效歧化知之甚少。

领有150多条染色体的六倍体银鲫，在其演变历程中已被提醒产生了两轮多倍化变乱——晚期的异源四倍化和近期的同源三倍化。六倍体银鲫得到了单性雌核生殖才能，可能发生全雌性质代。该团队后期研讨发现，Forkhead box（Fox）卵白家族的foxl2a和foxl2b在以接力的互作方式调控斑马鱼卵巢的发育和维持（Yang et al.， Genetics， 2017， 205：1551-1572.）的根底上，以foxl2为靶基因，试图在六倍体银鲫中追踪其多个反复的部门同源基因及其等位基因的功效歧化和其对卵巢发育的调控机制。

研讨发现，六倍体银鲫具备3个歧化的foxl2部门同源基因（Cgfoxl2a-B、Cgfoxl2b-A和Cgfoxl2b-B），它们各自又具备3个序列高度一致的等位基因，而Cgfoxl2a-A在演变进程中已丧失。Cgfoxl2a-B、Cgfoxl2b-A和Cgfoxl2b-B均在生殖内排泄轴“下丘脑-垂体-性腺”呈两性差别表白，且部门同源基因和等位基因均表示出方向表白。CgFoxl2a和CgFoxl2b具备分歧的细胞定位，除在卵巢颗粒细胞和鞘细胞中表白之外，CgFoxl2b还散布在原始生殖细胞和卵原细胞的核周。研讨职员采取CRISPR/Cas9技术，别离或同时对多个foxl2部门同源基因或等位基因进行编纂以损毁其功效，发现CgFoxl2a-B的缺失会以剂量依赖的方式招致卵巢发育停滞或性反转为雄性个别，且含有完全FKH构造域的Cgfoxl2a-B渐变等位基因仍能激活Cgcyp19a1a-A的表白；完整敲除Cgfoxl2b-A和Cgfoxl2b-B将招致不发生配子，虽然渐变体中Cgfoxl2a-B的表白上调，但不克不及抢救缺点表型；同时敲除Cgfoxl2a-B、Cgfoxl2b-A和Cgfoxl2b-B，招致发生更重大的缺点表型。

上述成果标明，Cgfoxl2a-B、Cgfoxl2b-A和Cgfoxl2b-B产生了亚功效化，协同调控银鲫的滤泡产生和卵巢发育；Cgfoxl2b-A和Cgfoxl2b-B演变出新功效，调控配子产生。此外，研讨职员还应用特异的CgFoxl2a和CgFoxl2b抗体，追踪银鲫颗粒细胞和鞘细胞的完全发育命运，鉴定出三类鞘细胞。该研讨简直涵盖了一切简单的反复基因演变命运，包含部门同源基因或等位基因多样化、保留或丧失、方向表白、亚功效或新功效化。虽然此前已有对这些演变命运的实际假如和单个案例的报道，但该研讨以一个基由于例，具体论述了简直一切的反复基因的演变机制。(100yiyao.com）