首个“现代蛙类”——高山倭蛙基因组破译

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高山倭蛙

近日，中科院昆明动物研究所张亚平院士以及车静研究员课题组与华大基因国家基因库及德克萨斯大学奥斯汀分校等单位合作，成功破译了首个“现代蛙类”—高山倭蛙（Nanorana parkeri）的基因组，该成果为研究两栖类物种的高原适应奠定了基础。

作为脊椎动物的一个重要分支，两栖动物目前已知包括7000多个物种，代表着脊椎动物从水生到陆生这一伟大转变的过渡类群，在研究脊椎动物的进化模式及其背后的分子机制中处于关键位置。然而对于两栖动物这一重要的生物类群，目前仅有热带爪蟾（Xenopus tropicalis）一个物种的基因组被测定。高山倭蛙是青藏高原的土著物种，同时也是青藏高原上的绝对优势种，通过此次对高山倭蛙样品收集、测序组装注释，以及后续的比较基因组学分析表明，相较于热带爪蟾，高山倭蛙拥有更大的基因组，其转座元件主要以长末端重复序列为主。此外，研究还发现高山倭蛙和热带爪蟾的分歧时间大概在266百万年前，尽管两者分歧时间很久，但是两物种染色体间的重排特别少，说明蛙类基因组可能具有相对较慢的进化速率。这一猜想在染色体内部重排速率、基因区及全基因组的替换速率等多个层面都得到证实，即两栖动物，甚至整个冷血动物，具有比恒温动物更低的进化速率。

尽管四足动物有3.6亿年的进化史，在人的染色体中仍然可以看到较长的祖先序列被完整地保留下来。通过分析染色体断裂，融合事件，发现人的染色体间重排最剧烈，鸡和两栖动物染色体间重排相对较少。高山倭蛙基因组的破译，使更多的人类、鸟类、甚至蛙类基因组中的染色体断裂和融合区域得到了进一步确认，同时也鉴定了两栖动物中高度保守的区域，为后续的两栖动物比较基因组学提供了良好的研究基础。目前，该研究成果已发表在著名刊物PNAS上。

记者 季征