本文關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)錄組分析研究蝙蝠系統(tǒng)發(fā)育以及回聲定位和冬眠的分子機制

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【摘要】：蝙蝠屬于翼手目,是哺乳動物中物種種類最多的類群之一,其一共包含了1100多種蝙蝠。傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)分類將現(xiàn)存蝙蝠分為了大蝙蝠亞目與小蝙蝠亞目。大蝙蝠亞目中的蝙蝠具有良好的弱光視覺能力,而沒有喉部發(fā)聲回聲定位能力,主要以水果或花蜜為食。然而,小蝙蝠亞目中蝙蝠的體型一般略小于大蝙蝠。該類蝙蝠的視覺能力比較弱,而具有極其發(fā)達(dá)的喉部發(fā)聲回聲定位能力,主要以昆蟲為食。然而,最近的分子學(xué)證據(jù)將蝙蝠重新分為了Yinpterochiroptera與Yangochiroptera亞目。目前,關(guān)于這兩種蝙蝠分類也都有研究工作報道。其實,蝙蝠一直被認(rèn)為是非常奇特的一類動物。除了上面提到的回聲定位能力,蝙蝠還具有主動飛翔和冬眠能力。這些表型性狀使得蝙蝠具有較強適應(yīng)環(huán)境的能力。因此,對這些性狀形成的分子與遺傳學(xué)基礎(chǔ)進(jìn)行研究,對于理解蝙蝠生物學(xué)有著重要的意義。本論文的研究工作主要基于新一代測序技術(shù)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),探究了蝙蝠內(nèi)部系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系、回聲定位以及冬眠能力形成的分子機制。本論文的第一部分是蝙蝠內(nèi)部系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系的研究。種系基因組學(xué)分析方法被證明是解決物種之間進(jìn)化關(guān)系問題的一個非常有效的方法。在本次研究中,借助新一代測序技術(shù),我們共產(chǎn)生了12個蝙蝠大腦組織的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),并基于此數(shù)據(jù)利用種系基因組學(xué)的方法試圖解決蝙蝠內(nèi)部進(jìn)化關(guān)系的問題。最后,我們結(jié)合己發(fā)表的哺乳動物基因組序列構(gòu)建了系統(tǒng)發(fā)育樹。結(jié)果表明組學(xué)數(shù)據(jù)穩(wěn)健地支持蝙蝠的‘"Yinpterochiroptera-Yangochiroptera "分類,這一結(jié)果也充分支持了先前的研究工作。本論文的第二部分是蝙蝠回聲定位能力的分子機制研究�；虮磉_(dá)模式的差異是物種產(chǎn)生多樣性的一個基本途徑。內(nèi)耳組織作為重要的聽覺器官,其形態(tài)和生理過程在回聲定位與非回聲定位蝙蝠之間存在著差異性。在本次工作中,我們通過比較大足鼠耳蝠(喉部回聲定位蝙蝠)和犬蝠(非回聲定位蝙蝠)的內(nèi)耳轉(zhuǎn)錄組探究了蝙蝠回聲定位能力形成的分子機制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)大足鼠耳蝠內(nèi)耳組織中高表達(dá)的基因,參與了" cochlea morphogenesis"、" inner ear morphogenesis "和‘'sensory perception of sound"等生物過程。本論文的第三部分是蝙蝠冬眠能力的分子機制研究。我們在基因表達(dá)水平上探究了冬眠時期蝙蝠大腦的遺傳學(xué)基礎(chǔ)。通過比較馬鐵菊頭蝠夏天活躍和冬天不活潑時期大腦的轉(zhuǎn)錄組,發(fā)現(xiàn)了1573個顯著差異表達(dá)基因。有趣的是,在蝙蝠冬眠大腦中,這些基因可能參與了" metabolic suppression "、" cellular stress responses "和‘'oxidative stress "等生物過程。更重要的是,這些生物過程也被認(rèn)為是冬眠時期蝙蝠大腦進(jìn)行神經(jīng)保護的生理基礎(chǔ)�？傊�,我們在組學(xué)水平上對蝙蝠內(nèi)部系統(tǒng)發(fā)育、回聲定位以及冬眠能力的分子機制進(jìn)行了初步的探究。另外,我們的工作為蝙蝠的比較基因組、功能基因的研究提供了寶貴的基因序列數(shù)據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：Q953

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本文編號：1306921