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本论文从两个方面探讨了哺乳动物生存的适应性进化机制,一方面是研究鲸和蝙蝠回声定位的分子适应性进化机制,另一方面是研究蝙蝠食性的分子适应性机制。继之前关于Prestin, Kcnq4, Chrna10, AGT, GLUT4等基因的研究,此论文又丰富了关于鲸及蝙蝠生理习性的研究。鲸偶蹄目中的齿鲸和翼手目中的小蝙蝠两大哺乳动物类群分别独立地进化出发达的回声定位能力,并利用它辨别方向和捕捉食物。本论文的第一部分探讨鲸和蝙蝠听觉的适应性进化机制。近来的研究发现包括Prestin, Tme1, Pjvk,和Kcnq4等基因在回声定位鲸和蝙蝠内部都发生了适应性进化。该论文研究了听觉基因Cldn14,它编码的claudin-14蛋白是紧密连接蛋白的成员之一,对维持耳蜗内电位发挥重要的功能。该基因突变将会导致人类非综合征型耳聋,因此推测Cldn14基因在回声定位鲸和蝙蝠中具有重要的功能。此研究通过分子克隆实验和数据库搜索总共获得了8种鲸和4种蝙蝠的Cldn14基因序列,然后通过BLAT工具在Ensemb1和NCBI数据库中又获得了其它20个哺乳动物的序列。选择压力分析发现Cldn14基因在齿鲸内部发生了两次正选择,一次发生在所有齿鲸的祖先位置,另一次发生在delphinid, phocoenid和ziphiid的祖先位置。相关性分析证明鲸的超声频率大小与Cldn14基因的非同义替代数呈显著正相关,而与同义替代数没有相关性。这一发现正好与Prestin基因在鲸中的发现一致。但是与Prestin基因不同的是,Cldn14基因在蝙蝠类群中并没有发生正选择。综合Prestin基因与Cldnl4基因的研究表明,鲸回声定位的进化是由多基因协调作用发生的,同时也表明鲸和蝙蝠回声定位功能可能具有不同的分子基础。蝙蝠食性非常广泛,包括食果和食虫等。本论文的第二部分探讨蝙蝠食性的分子进化机制。胰腺核糖核酸酶(RNASE1)在一些前肠发酵动物中,包括反刍动物和灵长类叶猴,发生了基因复制和适应性进化。另外,RNASE1在一些食肉动物中也发生了基因复制,推测它可能与食性相关。本研究通过分子克隆方法,并通过NCBI和Ensemb1数据库总共获得了24种蝙蝠的RNASE1序列,结果发现RNASE1基因在蝙蝠科和犬吻蝠科7种食虫蝙蝠中发生了大规模基因复制,每个物种具有两个或更多的拷贝,并且发现了3条假基因。贝叶斯法和最大似然法重建的系统发育树表明RNASE1基因在两个科内独立发生了基因复制。选择压力分析发现复制的RNASE1拷贝发生了正选择,这很可能与该基因功能的变化相关,并且在Tadarida β支系有显著的加速进化发生。然而,与其它哺乳动物RNase1蛋白的消化功能不同,蝙蝠RNASE1基因等电点相对较高,这可能是与消化双链RNA发挥免疫功能相关。本研究虽然没有发现RNASE1与食性的关系,但是发现RNASE1在食虫蝙蝠中发生了适应性进化,更多的实验需要进一步研究该酶在蝙蝠中的生理功能。