Tas1r1鲜味基因在脊椎类动物中的进化规律分析(2)

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绪论

味觉是动物的重要感受器官,其重要的作用主要表现在动物的觅食上,鲜味在食肉动物的捕食和筛选食物的过程中更是尤其的重要。顾名思义,肉食动物都是以肉类为主要的能量来源。食肉目动物从食性上可以分为,包括肉食类(meat-eater)、杂食类(omnivores)和植食类(plant-eater)三种。随着分子生物学等技术的发展,基于基因水平的研究的普及和应用,在前人十几年的研究成果的基础上,许多国内外研究成果、论文都揭示了一个结论,那就是Tas1rs基因家族编码鲜味(Tas1r1和Tas1r3异质二聚体)及其受体被认为在动物寻找食物、配偶论文网、子女和捕食者等方面应用广泛,因此对个体的生存至关重要。人们普遍认为自然选择会驱动味觉感受器的功能分化进程。在过去的十年中,相关学者们发现这并不是一个简单的识别过程,脊椎动物能通过特定的味觉受体细胞通过离子通道(酸和咸)或G蛋白-耦合的受体(GPCRs)接收和识别化学物质、化合物进而感受到甜,鲜,苦、酸、咸五种基本味道,这是一个极为复杂的生物化学反应过程【2】。其中甜、鲜苦味受体基因的缺乏或失活将导致该脊椎动物无法识别相对应的味道。而甜、鲜口味能使动物识别出饮食中碳水化合物和蛋白质等必须营养物质的丰富与否,该功能对于动物的生存至关重要,大多数脊椎动物的Tas1rs基因家族由三个成员(Tas1r1、Tas1r2 、Tas1r3)组成,其中Tas1r2和Tas1r3形成个异质二聚体能作为甜味受体,Tas1r1和Tas1r3结合成异质二聚体鲜味味觉感受器。通过搜索目前可用的脊椎动物基因组序列,我们发现tas1rs基因所显示出来的饮食偏好与该脊椎动物的行为一致,我们认为常见的饮食因素极有可能会导致味觉受体的改变,然而不同的物种系统发育地位能够明显地显示出Tas1rs复杂的进化进程。例如,大熊猫由于Tas1r1的改变或者Tas1r2甜味受体亚基的失活使其主要的食物来源从肉变成了竹子,而食草的马和牛由于仍然拥有一个完整的Tas1rs受体所以没有改变饮食习性【3】。系统发育分析能有效揭示这种变化的起因与进程,通过研究系统发育树来揭示物种间的关联是分析物种进化和分类物种系统的一种方法,其研究对象是携带遗传信息的生物大分子序列,采用特定的数理统计算法来计算生物间的生物系统发生的关系,并用系统进化树来概括生物间的这种亲缘关系。本试验通过比对mRNA序列的同源性的方式找到其他食草类哺乳动物的基因并从核酸数据库下载该序列,从而可以得到生物系统发育树体现食草类动物在起源上的关系。研究方式主要是通过核苷酸序列库下载序列,人工软件翻译,识别提取有效氨基酸序列,氨基酸序列校对,构建系统发育树等步骤重构生物体之间的正确的遗传关系、估计生物体进化的分歧位点（进化距离或分枝长度）和识别与疾病关联的突变等,从而就能进一步分析脊椎动物tas1r1受体序列以及其在生物系统发育树中的位置关系就可以有效预测该基因的进化方向并有效揭示生态因素Tas1r1在脊椎动物的进化历史中的作用。该研究的意义在于通过分析脊椎动物tas1rs受体序列以及其在生物系统发育树中的位置关系就可以有效预测该基因的进化方向并有效揭示生态因素Tas1rs在脊椎动物的进化历史中的进化趋向及其可能性并分析其原因。文献综述

1 材料与方法

1。1 试验材料

NCBI中下载的脊椎类动物的外显子序列,本试验中所用到的外显子序列涉及的物种有：家鼠、河豚、猕猴、恒河猴、绵羊、小鼠、鳕鱼、洞穴鱼、斑马鱼、长臂猿、狨猴、小猿、树懒、大猩猩、腔棘鱼、鸡、亚马逊帆鱼、大猩猩、青鳉、斑点雀鳝、黑猩猩、牛、变色蜥蜴、天竺鼠、罗非鱼、松鼠、苏门达腊猩猩、狗、中华鳖、穿山甲、马、树鼩目、腔棘鱼、刺鱼、长鼻兔、海豚、袋獾、丛猴、蹄兔、人、眼镜猴、猫、鸭、绿河鲀。