基因及其顺式调控元件在动物表型进化中的作用-论文.pdf

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1、瞧Hereditas(Beijing)2014年6月，36(6)：525—535WWW。chinagene．cn综述基因及其顺式调控元件在动物表型进化中的作用孙博渊，涂剑波，李英，杨明耀四川农业大学动物遗传育种研究所，成都611130摘要：顺式调控假说是当前进化发育生物学中重要的理论之一，该假说认为顺式调控元件的进化是调控外表性状进化的主要遗传机制。然而越来越多的实验结果表明，仅靠顺式调控假说远不足以解释复杂的进化发育过程，其他因素也会导致表型的进化，如：与顺式调控元件相联基因的蛋白序列改变；基因及染色体组复制；蛋白结构域与顺式调控元件的灵活性等。文章回顾了近年

2、来顺式调控元件以及与顺式调控元件相联基因的进化发育研究，探讨了进化发育生物学研究的新方法与新思路。关键词：进化发育生物学；顺式调控元件；基因；外表性状Roleofgenesandtheirc／s··regulatoryelementsduringanimalmor--phologicalevolutionBoyuanSun，JianboTu，YingLi，MingyaoYangInstituteofAnimalGeneticsandBreeding，SichuanAgriculturalUniversity，Chengdu611130，ChinaAbstract

3、：Cis-regulatoryhypothesisisoneofthemostimportanttheoriesinevolutionarydevelopmentalbiology(evo-devo)，whichclaimsthatevolutionofcis-regulatoryelements(CREs)playsakeyroleduringevolutionofmorphology．However，anincreasingnumberofexperimentalresultsshowthatc／s—regulatoryhypothesisaloneisno

4、tfarenoughtoex-plainthecomplexityofevo—devoprocesses．Othermodifications，includingmutationsofproteincoding，geneandgenomeduplications，andflexibilityofhomeodomainsandCREs，alsocausethemorphologicalchangesinanimals．Inthisreview，weretrospecttherecentresultsofevolutionofCREsandgenesassociat

5、edwithCREsanddiscussnewmethodsandtrendsforresearchinevo．devo．Keywords：evo·-devo；cis-regulatoryelement；gene；morphology成年动物外表形态的形成是通过一系列发育基mentalbiology,简称evo—devo)是进化生物学、发育因在胚胎中的表达而实现的，这些基因在时间和空生物学以及遗传学相结合的交叉新学科，，旨在探间上精确且有差异的表达，指导胚胎发育成形态各讨生物进化过程中基因及其调控的变化是怎样通过异的个体。进化发育生物学(Evolutionary

6、develop．发育过程而塑造出特殊的形态结构。由于发育基因收稿日期：2013—10-07；修回日期：2013-12—06基金项目：四川农业大学“双支”计划基金(编号2920200)和四川省教育厅“科研创新团队”基金资助作者简介：孙博渊，在读硕士研究生，专业方向：动物遗传与进化。E．mail：sunboy0415@foxmail．com通讯作者：杨明耀，博士，教授，博士生导师，研究方向：动物遗传与进化。E-mail：yangmingyao@sicau．edu．caD0I：10．3724／SJ．1005．2014．0525网络出版时间：2014．5．2011：05

7、：57URL：http：／／www．cnki．net／kcms／doi／10．3724／SP．J．1005．2014．．html526遁Hereditas(Beijing)2014第36卷在时空表达的多样性通常是被编码基因附近的多种研究表明，这些基因的编码区非常保守，与其相邻多样组织特异性的顺式调控元件(cisregulatoryele的调控元件也大多为保守元件，能够在发育过程中ment，CRE)所调控，因此通常认为顺式调控元件的发挥较为保守的功能【1，】。因此通常认为保守元件进化才是调控外表性状进化的主要遗传机制，即顺能够作为CRE调控基因表达，并具有相对保守

8、的功式调控假说【3]。能