首个现代蛙类基因组被成功破译

　　南方日报讯 (记者/马芳 通讯员/刘旭林)3日，来自中科院昆明动物所和深圳华大基因国家基因库的研究人员成功破译了高山倭蛙基因组，这是迄今为止破译的首个现代蛙类基因组，也是目前破译的第二个两栖动物的基因组，为两栖动物进化研究提供了新线索。相关研究成果在美国科学院院刊(PNAS)杂志在线发表。

　　两栖动物是脊椎动物的一个重要分支，目前已知的包括7000多个物种，代表着脊椎动物从水生到陆生这一伟大转变的过渡类群。然而对于两栖动物这一重要的生物类群，目前仅测序完成了一个物种即非洲爪蟾。非洲爪蟾属于“古老蛙类”(Archaeobatrachia)的一种，而大部分(95%以上)的蛙类属于“现代蛙类”(Neobatrachia)，这在一定程度上限制了人们对两栖动物基因组特性的认识。

　　在本研究中，来自昆明动物所张亚平院士、车静课题组的孙艳波和华大基因研究院国家基因库生物多样性张国捷博士课题组的熊子军、向薛雁共同合作完成高山蛙的样品收集、测序组装注释，以及后续的比较基因组学分析。

　　研究人员通过高山倭蛙和非洲爪蟾基因组比较分析发现，高山倭蛙拥有更大的基因组，比非洲爪蟾多了近800M的基因组序列(高山倭蛙基因组2.3G，非洲爪蟾1.5G)。通过对全基因组数据分析，研究人员推算出高山倭蛙和非洲爪蟾的分歧时间大约在2.66亿年之前，比TimeTree项目记录的时间早4000万年。尽管两物种分歧时间很久，但是它们染色体间的重排特别少，说明蛙类基因组可能具有相对较慢的进化速率。

　　通过分析染色体断裂、融合事件，研究人员发现人的染色体间重排最剧烈，鸡和两栖动物染色体间重排相对较少。高山倭蛙基因组的破译使研究人员进一步确认了更多的人类、鸟类甚至蛙类基因组中的染色体断裂和融合区域。熊子军表示：“这是首次在全基因组范围内比较两栖动物内部的替换速率和重排速率，通过对蛙类基因组的测序和比较分析，我们可以对两栖动物的进化有更多的了解。”

　　研究人员进一步研究发现，在染色体内部重排速率、基因区和全基因组范围的替换速率，蛙类都比鸟类和哺乳类动物要低。这揭示了两栖动物甚至整个冷血动物，具有比恒温动物更低的进化速率。此外，研究人员还发现两栖动物特有的高度保守区显著富集在RNA翻译调控功能上，其中两栖动物特有的高度保守的三个基因是和舌头发育相关。舌头在蛙类中形态已经高度特化，可以用来快速扑捉昆虫和其它猎物。这些基因很可能在两栖动物进化中发挥着重要的作用。