12月23日,《美国国家科学院院刊》(PNAS)在线刊发中国科学院海洋研讨所刘保忠研讨组题为Dorsoventral decoupling of Hox gene expression underpins the diversification of molluscs的研讨论文。该研讨根据Hox基因在软体动物前期发育中的表达形式,提出了软体动物身体形式发育演化新机制,为了解动物演化机制供给了新的视角。
软体动物是除节肢动物外的第二大动物类别,也是品种最多的海洋动物类群。软体动物的一大特点是其身体形式(body plan)存在极大的多样性,常见类群如双壳类(牡蛎、扇贝、各种蛤等)、腹足类(海螺、笠贝、海兔等)、头足类(章鱼、乌贼、鹦鹉螺等)身体形式差异极大;其他较小的类群如掘足纲(角贝)、多板纲(石鳖)、无板纲、单板纲等也各有本身一起的身体结构形式。软体动物怎么发育演化出如此多样的身体形式,是一个重要的演化生物学问题。
Hox基因是动物发育的要害基因,其沿身体前后轴表达(共线性),在大都动物中表达形式十分相似。但是,软体动物Hox基因的表达形式十分多样化,其间原因尚不清楚。该论文针对两种演化联系较远的软体动物(笠贝和石鳖)的Hox基因展开了体系研讨。经过对很多发育时期表达数据的比照研讨和体系总结,发现这两种动物Hox表达形式看似差异极大,实则隐含了重要的共有规则:两种动物Hox基因的表达均可分为两部分,别离与背部的贝壳和腹部的足相关联。背部表达与每个类群一起的贝壳款式相关,腹部表达则在特定发育阶段出现保存的共线性形式。这些成果一方面澄清了关于软体动物Hox基因共线性表达的争辩,另一方面解说了为安在不同类群软体动物中总能观察到不同的Hox表达形式。根据对这个深层次的规则的新认知,研讨团队提出了关于软体动物演化机制的新假说,即Hox基因背腹别离的表达形式,推动了贝壳和足的多样化,从而支撑了软体动物身体形式的多样化。而且,该假说能够进一步扩展到更大的动物分类阶元,可能是一个根本的身体形式演化机制,为了解动物多样化事情(如寒武纪大迸发等)供给了重要参阅。
副研讨员郇聘和硕士研讨生王倩为文章一起榜首作者,研讨员刘保忠为通讯作者。研讨得到国家重点研制方案项目、青岛海洋科学与技能试点国家实验室项目等联合赞助。
笠贝和石鳖Hox表达形式
软体动物身体多样性演化机制假说
来历:中国科学院海洋研讨所