染色體進(jìn)化是物種形成和演化的重要驅(qū)動因素。具有顯著核型差異的食肉目動物為染色體進(jìn)化研究提供了很好的研究素材。雖然前人通過比較染色體涂色法建立了食肉目內(nèi)許多物種的染色體比較圖譜，但這些研究的分辨率比較低，尚沒有深入到精細(xì)的核苷酸水平，也不能在核苷酸水平研究不同食肉目物種間的共線性區(qū)塊、染色體重排以及染色體斷裂區(qū)分布等染色體進(jìn)化規(guī)律。

為探討上述問題，中國科學(xué)院動物研究所動物生態(tài)與保護(hù)遺傳學(xué)研究組和英國桑格研究所研究人員合作，利用10X Genomics、染色體流式分選及高通量測序等技術(shù)，首次構(gòu)建了染色體級別的大熊貓基因組（2n=42條染色體），并與食肉目中兩個質(zhì)量較好的狗和貓的染色體級別基因組進(jìn)行比較分析。其中狗具有食肉目中最多數(shù)目的染色體（2n=78），貓染色體數(shù)目（2n=38）接近食肉目祖先染色體數(shù)目。通過基因組共線性比對，在大熊貓、狗和貓的基因組中分別發(fā)現(xiàn)59、37和55個染色體斷裂區(qū)。對這些染色體斷裂區(qū)的進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，大熊貓和狗染色體斷裂區(qū)內(nèi)的基因密度、GC含量以及重復(fù)序列比例顯著高于整個基因組的相應(yīng)值。

功能富集分析發(fā)現(xiàn)，三個物種染色體斷裂區(qū)上的部分蛋白編碼基因都顯著富集在與嗅覺相關(guān)的通路上（Olfactory transduction），推測染色體重排事件影響了食肉目物種的嗅覺進(jìn)化。另外，大熊貓染色體斷裂區(qū)上正常編碼的甜味受體基因TAS1R2的同源基因在貓的基因組中發(fā)生了假基因化，提示貓的TAS1R2假基因化可能與染色體重排事件有關(guān)。上述結(jié)果說明食肉目物種染色體進(jìn)化與其感覺系統(tǒng)的進(jìn)化可能存在密切的關(guān)系。

研究結(jié)果已于12月6日在Genome Biology 雜志以Chromosome-level genome assembly for giant panda provides novel insights into Carnivora chromosome evolution 為題發(fā)表。

（文章來源：生物谷Bioon.com）