翼手目动物,俗称蝙蝠,是唯一真正会飞的哺乳动物。蝙蝠种类繁多,是仅次于啮齿目的第二大哺乳动物类群。另外,蝙蝠具有多样化的食性,包括食果、食蜜、食虫、吸血、食肉、食鱼和杂食等。随着分子生物学的快速发展,与脊椎动物的食性相关的味觉基因和味觉功能被揭示,包括甜味受体基因(Tas1r2/Tas1r3)。本文从动物行为学和基因表达层面,探究甜味受体基因在蝙蝠中的功能演化。首先,本文从行为学层面探究了蝙蝠对甜味的感知能力。动物主要用甜味受体来感知食物中的甜味物质。许多肉食性动物的食物中基本不含甜味物质,它们的甜味受体基因变成了假基因,进而丧失了感知甜味的功能。然而,食虫蝙蝠的甜味受体基因序列是完整的,其对甜味是否有感知能力也是未知的。本研究以食果蝙蝠棕果蝠和食虫蝙蝠大足鼠耳蝠为研究对象,从行为学上测试了棕果蝠和大足鼠耳蝠的甜味感知能力,进行了味觉选择偏好实验:在纯净水或虫浆中加入不同浓度的甜味物质(蔗糖、葡萄糖和果糖),进行双杯实验,即其中一个容器为含糖的溶液或虫浆,另一容器为纯水或无糖虫浆。结果发现,棕果蝠对含糖溶液有取食偏好,但大足鼠耳蝠对含糖和无糖虫浆没有选择偏好。本研究从行为学上说明,棕果蝠能感知甜味,大足鼠耳蝠不能感知甜味。该结果也证实了食性是蝙蝠甜味受体功能的重要决定因素。同时,本研究也揭示了行为学验证在功能基因的分子进化研究中的重要性。其次,本文从基因表达层面探究了甜味受体基因在蝙蝠中的功能。前期研究表明,食果蝙蝠和食虫蝙蝠的甜味受体基因Tas1r2序列所受的选择压没有显著差异;而本研究第一部分的行为学研究显示,甜味受体对甜味物质的感知能力具有显著差异。以前的报道显示,甜味受体还在许多非味觉组织中表达,并被认为具有代谢调节的功能。本研究对甜味受体基因在大足鼠耳蝠和棕果蝠的各个组织中的表达水平进行分析。结果表明,蝙蝠的甜味受体基因在检测的所有组织(脑、脾、肺、肾、肝、胃和肠)中都有表达,提示该基因可能有非味觉的其它生物功能,从而解释了蝙蝠甜味受体基因的序列保守性。有趣的是,在大足鼠耳蝠的舌头中没有检测到Tas1r2的表达信号。因为单独的Tas1r3蛋白不能形成功能性的甜味受体,所以不表达Tas1r2很可能导致了该蝙蝠对甜味不敏感。本文探讨了甜味受体基因在除舌头之外的其它组织中发挥功能的可能性,印证了甜味受体基因在代谢调节中的潜在功能。本文结果为分子进化分析、细胞功能实验和行为偏好实验的研究结论提供更为充实的证据和合理的解释。