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近日，南京师范大学李鹏教授团队在Cell子刊iScience上发表了题为“Insights into the adaptive evolution of chromosome and essential traits through chromosome-level genome assembly of Gekko japonicus”的研究论文。该研究通过PacBio和Hi-C测序构建了高质量的多疣壁虎基因组，随后结合多组学分析系统解析了多疣壁虎的染色体进化和独特表型（苦味感知、解毒、表皮形成、体温调节等）的形成与适应机制，从而为多疣壁虎的适应性进化与保护研究提供了新见解。5848vip威尼斯电子游戏承担了本研究中的测序与分析工作。

1.多疣壁虎基因组的组装与注释

通过PacBio和Hi-C测序，研究者构建了高质量的多疣壁虎基因组，其基因组大小为2.54Gb，Contig N50=2.04Mb，并将基因组序列锚定到19条染色体上，BUSCO评估基因组完整性为93.8%。结合多种方法进行注释，研究者在多疣壁虎基因组中预测得到20503个蛋白编码基因，其重复序列与转座子元件占比分别为69.4%和65.87%。相比于之前已发表的多疣壁虎基因组，本研究构建的参考基因组连续性更好、准确性更高、注释更完整。

2.多疣壁虎的染色体进化

研究者选择Anolis carolinensis 和Gallus gallus，通过与多疣壁虎进行共线性分析来确定其染色体的进化。多疣壁虎的大部分染色体都与Anolis carolinensis的一条染色体有较强共线性，说明其祖先发生了染色体分裂和融合事件；而多疣壁虎与Gallus gallus的比较则证实了蜥蜴类染色体进化的多样性和复杂性。

多疣壁虎染色体上大约7.54%的部分与Anolis carolinensis 和Gallus gallus存在EBRs（演化断点区域）和HSBs事件，且不同EBRs间的长度差异较大。与基因组其他区域相比，发生EBRs事件的区域具有更高的基因密度和较低的重复序列含量，但其GC含量没有增加。对EBRs区域涉及的基因富集分析表明，这些基因主要富集在防御反应途径中，这些免疫相关基因可能参与多疣壁虎的尾部再生、损伤修复和防御攻击。

3.多疣壁虎的比较基因组分析

通过与其它近缘种其外群共计22个基因组间的比较分析，研究者发现多疣壁虎与其它爬行亚纲的分化时间大概在191.9个百万年前，这与化石及之前结果相一致。通过对多疣壁虎中特有基因、扩张基因和正选择基因进行功能富集分析发现，一些富集的途径与嗅觉和味觉等感官和神经系统有关，这些途径可能参与捕食、进食和逃离天敌等活动。这表明，它们的相关基因可能在多疣壁虎汇中经历了适应性进化。其他一些途径是免疫相关的，如与T细胞、Nod样和TNF相关的途径，它们在免疫调节和炎症反应中发挥重要作用，可能是损伤修复、尾部再生和防御病理性疾病所必需的。

4.多疣壁虎特殊表型适应性解析

多疣壁虎具有众多的特殊表型，例如苦味感知、解毒、表皮形成、体温调节等，这与其环境适应性息息相关。本研究对多疣壁虎的上述特殊表型进行了深入解析，具体结果如下。

（1）在苦味感知基因中，研究者鉴定了味觉受体2型（T2R）家族，并对其进化选择压力进行了多模型的测试。结果表明，多疣壁虎和其它七种有鳞目之间的进化压力模式总体上是一致的。具体而言，细胞外区和跨膜区明显比细胞内区域更不受纯化选择的约束，尤其是细胞外区域，它具有非常高的物种间和物种内变异水平，这表明它在适应性进化中的重要性。

（2）研究者对多疣壁虎解毒基因CYPs进行了鉴定和分类，有鳞目中的CYPs与人类中的大多数不同源。D型CYPs基因具有高度不稳定性，有频繁的重复和丢失事件，表明它们比B型CYP基因经历了更多的出生和死亡过程。总之，研究者揭示了选择压力和出生-死亡过程之间相互作用的复杂性。

（3）研究者对多疣壁虎表皮形成相关的关键基因家族CBPs的系统发育、结构组成和同源性进行研究，结果表明多疣壁虎CBP蛋白都是具有短序列长度和小分子量的小蛋白，CBP基因家族可能在每个分支中都有特定的进化，且在进化中多疣壁虎的CBP与蜥蜴的更加相似。

（4）瞬时受体电位（TRP）通道由多种离子通道组成，在细胞内钙的调节中发挥重要作用。研究者对多疣壁虎的TRP基因进行了鉴定，结果表明TRP基因高度保守，且其TRP家族均只有一个拷贝。

本研究中，研究者构建了一个高质量、准确性更好的多疣壁虎基因组，并对其进行了全面的比较基因组学和进化基因组学分析。基于高质量的基因组，研究者系统解析了多疣壁虎EBRs的区域特征和进化贡献，阐述了T2Rs和CYP基因组家族在多疣壁虎解毒机制中的关键作用，证实了CBPs在表皮发育、TRPs在温度感知中的可能作用。总之，本研究为多疣壁虎的适应性进化与保护研究提供了新见解。