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科学家弄明白了狗和狼的毛色的遗传基础

由加州大学戴维斯分校兽医学院的遗传学教授Danika Bannasch共同撰写,于8月12日发表在《自然生态学与进化》上的论文,揭示了控制agouti信号蛋白(或ASIP)基因在两个不同位置的表达的结构变异,最终产生5种独特的狗毛颜色模式。

这些不同的图案是广泛存在的,可见于全世界数百个狗品种和数亿只狗身上。

这些突变是何时出现的?这一问题的答案令国际研究人员感到惊讶。

他们发现,其中一种毛色图案的基因组合——显性黄色(DY)——与北极白狼共享,并且根据系统发育分析,起源于200多万年前与灰狼分化的一种已灭绝的犬类。

Bannasch说:”当我们考虑到狗的所有毛色时,其中一些变化早在’狗’成为狗之前就发生了。遗传学变成了更有趣的东西,因为它们告诉我们关于犬类进化的一些情况。”

研究人员假设,在150万到200万年前的冰川期,在北极环境中,较浅的毛色对一类已灭绝的犬科动物是有利的。自然选择会使这种被毛模式在最终出现的狗和狼的群体中持续存在。

第一作者之一、阿拉巴马州亨茨维尔哈德逊阿尔法生物技术研究所的Chris Kaelin 说:”我们最初惊讶地发现,白狼和黄狗具有几乎相同的ASIP DNA配置。但是当我们发现特定的DNA配置已有200多万年的历史,在现代狼这个物种出现之前,我们就更加惊讶了。”

Bannasch在瑞士伯尔尼大学Tosso Leeb教授的实验室休假期间进行了这项研究。她在加州大学戴维斯分校的工作重点是确定狗和马的遗传性疾病的分子原因。在Leeb实验室的一次会议上,她对弄清狗的黑色和棕褐色毛色的遗传学基础产生了兴趣。

Bannasch扩大了她的合作范围,将HudsonAlpha研究所的同事纳入其中,他们可以在系统遗传学和哺乳动物皮毛图案方面贡献自己的专业知识。

两个突变导致五种表型

狼和狗可以制造两种不同类型的色素,一种是黑色的叫做eumelanin,另一种是黄色的色素,即pheomelanin。这两种色素精确地出现在正确的时间和正确的位置,产生了非常不同的毛色模式。Pheomelanin(黄色)的产生由agouti信号蛋白控制,该蛋白由ASIP基因产生。

研究人员意识到,没有一个单一的基因突变能解释五种主要的颜色表型。狗需要在ASIP基因的两个区域发生突变才能得到不同的被毛模式。Bannasch及其同事将这些表型重新命名,以更好地描述这些变化:显性黄、阴影黄、鼠色灰、黑鞍和黑背。他们还发现,显性黄色的单倍型比预期的要古老得多。

“它不是来自现代狼。它已经存在了很长时间,”Bannasch说。

因此,研究人员测试了古代狼和狗的遗传基础,确认主导的黄色单倍型已经存在了大约200万年,远在大约3万年前狗被驯化之前。

在一个距今9500年的狗样本中发现了黑色的背部图案,这表明在最早的犬类伙伴中就有丰富的狗毛颜色变化。

https://phys.org/news/2021-08-dog-coat-patterns-ancient.html

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