犬特征的多樣性歸因于簡單遺傳結(jié)構(gòu)
在任何一天都可以進(jìn)入狗公園,你一定會看到狗在比賽中的大小,形狀和顏色的顯著差異。家養(yǎng)犬的體型大小與任何哺乳動物物種的差異最大。
家犬(Canis familiaris)在15000多年前與犬科動物的灰狼分道揚.. 今天,由于人類在整個歷史中的選擇性繁殖,狗表現(xiàn)出極其廣泛的身體類型和犬的行為。此外,由于選擇性繁殖導(dǎo)致所有狗的形狀和大小變化很大,但品種間的相似性很強,研究人員現(xiàn)在研究狗,以了解這些動物的遺傳,進(jìn)化原理和健康狀況,并相比之下,了解人類。
這項研究產(chǎn)生了一些驚喜。包括來自國家人類基因組研究所癌癥遺傳學(xué)研究所的研究人員組成的國家團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),一種令人驚訝的簡單遺傳結(jié)構(gòu)是家養(yǎng)犬的巨大差異的基礎(chǔ)。他們將這種結(jié)構(gòu)繪制在犬的遺傳變異的高密度圖譜中。該研究發(fā)表在2010年8月10日的PLoS Biology雜志上。
“我們對如此高水平的遺傳細(xì)節(jié)研究的家養(yǎng)狗數(shù)量進(jìn)行了研究,”資深作者和NHGRI癌癥遺傳學(xué)部門負(fù)責(zé)人Elaine A. Ostrander博士說。“這些數(shù)據(jù)和我們應(yīng)用的分析強調(diào)了狗作為發(fā)現(xiàn)控制哺乳動物身體計劃的基因模型的能力。”
研究人員通過對來自80個國內(nèi)品種的915只狗以及83只野狗和10只非洲庇護(hù)犬進(jìn)行基因分型,制定了犬遺傳變異圖譜。他們的分析沿著這些狗的基因組跨越了近70,000個點。他們還獲得了特定品種特征的物理測量。他們的表型圖包括57個特征,包括體型和尺寸,顱骨和牙齒形狀以及長骨形狀。
“我們的品種繪圖方法使我們能夠?qū)ふ移贩N中基因標(biāo)記和性狀之間的相關(guān)性,”Ostrander說。該研究仔細(xì)研究了與體型變化和耳朵運動相對應(yīng)的標(biāo)記,無論是軟盤還是直立。研究人員確認(rèn)了基因區(qū)域或特定基因的位置,其中先前已經(jīng)確定了犬體型的相關(guān)性,并為此特征添加了兩個額外的重要基因區(qū)域。野狗通常有直立的耳朵,但許多犬種有松軟的耳朵。研究人員發(fā)現(xiàn)一個單一的基因區(qū)域可能是這個特性的原因。對于大多數(shù)測量的其他性狀,大多數(shù)品種間的差異可以用少量基因區(qū)域來解釋。
該研究結(jié)果來自一項名為CanMap項目的合作,該項目使用狗作為模型系統(tǒng)來識別負(fù)責(zé)許多關(guān)鍵物理特征的基因組區(qū)域。除NHGRI研究人員外,該研究的共同作者還來自斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院; 紐約州伊薩卡市康奈爾大學(xué); 加州大學(xué)洛杉磯分校; Affymetrix公司,加利福尼亞州圣克拉拉; 和哥倫比亞密蘇里大學(xué)。
在過去的三年中,研究人員已經(jīng)確定了許多影響品種定義特征的遺傳變異,包括骨骼大小,毛色,腿長,無毛,皺紋皮膚,毛發(fā)長度,卷曲和紋理,以及背部的存在。毛皮脊。通過繪制家犬的常見遺傳變異圖,本研究中的研究人員對該列表進(jìn)行了擴(kuò)展,并對影響狗中許多這些生理特征的基因組模式進(jìn)行了一些一般性觀察。
該研究表明,家犬中的可觀察性狀由少數(shù)遺傳變異體定義。相比之下,對人類和其他物種(包括實驗動物和家養(yǎng)植物)的研究發(fā)現(xiàn),共同的特征,如體型和脂質(zhì)水平,是許多遺傳變異共同作用的結(jié)果。
研究人員如何解釋具有如此大影響的少數(shù)基因變異的狗的模式?一個原因是許多現(xiàn)代品種是在維多利亞時代創(chuàng)造的,當(dāng)時育種者選擇了特殊的新奇特征。研究人員將狗的繁殖中的一些事件描述為瓶頸,其中一個品種來自少數(shù)創(chuàng)始人。這種更簡單的遺傳結(jié)構(gòu)提供了對馴化下進(jìn)化變化潛力的獨特見解。
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