高海拔環境的選擇壓力驅動着生物表型和遺傳學的适應。該團隊的早期研究顯示，形态學，生理學，生化和其他高海拔物種等物候特征的趨同（Zhu等人，2018。PNAS），這種收斂表型的遺傳适應機制是多種多樣的，可能受到系統發展背景的嚴重影響。同時，由于野生鳥類采樣困難和轉錄組測序樣品的品質要求較高，早期高海拔适應遺傳機制的研究集中在基因序列水準上，而多物種多組織轉錄調控水準的研究幾乎為空白（Hao et al. 2019.目前基因組學）。
在相同的系統開發背景下，中國科學院動物研究所雷富民研究小組選取了青藏高原（Lophophanes dichrous）、Periparus rubidiventris、Brown-tail long-tailed（Aegithalos iouschistos）及其各自近緣低空物種Poecile Palustris、Pardaliparus venustulus和A. concinnus的3種高海拔山雀，進行轉錄測量。利用第二代高通量測序技術，該研究完成了對高空和低空物種中28個個體的5個組織（心髒，肌肉，肝髒，肺，腎）的128個樣本的深轉錄組測序，并比較了高空和低空物種之間序列水準和表達水準的差異，進而揭示了鳥類對高海拔環境壓力的反應。序列對比分析發現，3個高海拔物種在正選擇基因（218個共享的正選擇基因）中表現出高度相似性，而氨基酸取代的相似性非常低（3個高海拔物種中隻有4個基因含有相同的氨基酸替代位點），這表明高海拔适應性收斂主要展現在正選擇基因水準而不是氨基酸取代水準上。基因表達對比分析發現，整個基因集的表達譜均呈現出組織特異性表達模式（所有物種樣本均按組織聚類），而基因集的表達譜與海拔相關基因組的差異呈現出與海拔相關的聚類模式，表明高海拔環境可能驅動了高海拔物種的相似表達變化。此外，發現3個高海拔物種篩選的陽性和差異表達基因之間的共享率非常低（2.3%，218個陽性選擇基因中有5個基因差異表達），并且基因表達、基因連接配接和互相作用與海拔高度顯著相關。這些結果表明，三種高海拔鳥類可能已經适應性地進化，其順序和表達水準以協調的方式發生變化。
與其他高海拔适應群體不同，本研究首次對野生鳥類進行多物種、多組織、多尺度的比較分析，擴大了對物種對高海拔環境反應的了解。該作品于5月24日線上發表在國際學術期刊《美國國家科學院院刊》上，标題為《3隻高海拔路鳥和低空doi：10.1073/pnas.1819657116》。動物研究所研究員雷福民和華為論文的合著者曲岩;該研究由中國科學院戰略試點項目（XDB13020300）和國家重點和地表項目國家自然科學基金（31672275，31630069和31572249）資助。
圖：（A）整個基因集表達譜;（二）整個基因集PCA;（三）表達基因集表達譜的差異;（四）高程相關基因集表達譜
資料來源：中國科學院動物研究所
溫馨提示：近日微信公開資訊流修訂。每個使用者都可以設定一次性讀取訂閱号，該編号将顯示為大卡片。是以，如果不想錯過《中國科學院之聲》一文，必須做到以下幾點：輸入《中國科學院之聲》公衆号→點選右上角的. . .菜單→選擇設為星形
