近日，省部共建草原家畜生殖调控与繁育国家重点实验室李光鹏教授课题组高光琦博士在基因组、大数据领域具有高影响力的国际杂志《GigaScience》（IF：7.267）上发表了题为“Comparative genomics and transcriptomics of Chrysolophus provide insights into the evolution of complex plumage colouration.”的研究论文。该文章首次完成了我国特有物种红腹锦鸡的全基因组de novo测序，并通过对基因组的解析对鸟类羽毛颜色的形成机制展开了探讨。
    作为中国国鸟的重要候选物种，红腹锦鸡已被设为“中国鸟类协会”的会徽。其体表覆盖着颜色多样、结构复杂的羽毛，因此成为世界著名观赏雉类。与哺乳动物毛发相比，鸟类羽毛具有更丰富的颜色和更复杂的结构，因此可以作为研究陆生脊椎动物毛色形成机制的重要模型。这项研究利用测得的红腹锦鸡基因组，与其它已公布基因组的51种鸟类进行了全基因组比较，确定了红腹锦鸡的系统发育地位，并且结合不同颜色羽毛组织转录组的研究，阐述了因不同色素积累所产生的羽毛颜色变异的相关机理。研究发现，黑色素合成途径上游的关键基因ASIP、ATRN、EDNRB和KIT在红腹锦鸡基因组上发生了特异性突变，并且两个基因特异转录本ASIP-1A和MITF-1M的表达能够调控褐黑素与真黑素的转换，由此产生黑、褐、红、黄色的羽毛。另外，细胞色素P450超家族（Cytochrome P450 proteins，CYP）的扩张使红腹锦鸡比其它鸡形目鸟类更具备调控脂类物质代谢的能力，其它与脂类功能相关的基因也具有物种特异的结构，加之BCO2和APOA1基因的差异表达，使红腹锦鸡可以在身体特定部位的羽毛中积累一种食物来源的脂溶性色素——类胡萝卜素。这些变异也使红腹锦鸡成为鸡形目鸟类中极少能够利用类胡萝卜素装饰羽色的物种。
    这项研究通过阐述红腹锦鸡进化出的可以调节羽毛颜色的分子机制，为进一步探索鸟类乃至哺乳动物毛色多样性的进化提供了可靠参考。

原文链接：https://academic.oup.com/gigascience/advance-article/doi/10.1093/gigascience/giy113/5091803

编辑：张祥