几种哺乳动物甜味、鲜味和苦味基因的分子进化与饮食习惯的相关性研究

概括：

味觉是动物的基本功能之一几种哺乳动物甜味、鲜味和苦味基因的分子进化与饮食习惯的相关性研究，在一定程度上决定了食物的选择。味觉包括甜、鲜味、苦味、咸味和酸味五种基本感觉。其中，甜味和鲜味与碳水化合物、蛋白质等营养物质的摄入有关猫感觉不到甜味吗，而苦味则能阻止动物摄入对身体有害的物质。因此，面对复杂的自然环境和食物来源，味觉在动物的进化过程中必定扮演着重要的角色。迄今为止，许多物种都开展了对甜味、鲜味和苦味基因的研究。但对甜味和鲜味基因（Tasl rs）的研究大多侧重于在具有特化饮食的物种中发现假基因；对苦味基因（TAS2Rs）的研究则侧重于饮食对物种间苦味基因数量差异的影响。本文首次以植物作为味觉研究的基础。。。展开味觉是动物的基本功能之一，在一定程度上决定了动物的食物选择。 味觉包括甜、鲜味、苦味、咸味和酸味五种基本感觉。其中，甜味和鲜味与碳水化合物、蛋白质等营养物质的摄入有关，而苦味则能阻止动物摄入对身体有害的物质。因此，面对复杂的自然环境和食物来源猫感觉不到甜味吗，味觉在动物的进化过程中必定扮演着重要的角色。迄今为止，甜味、鲜味和苦味基因的研究已在多个物种中开展。但大多数关于甜味和鲜味基因（Tasl rs）的研究侧重于在具有特化饮食的物种中发现假基因；关于苦味基因（TAS2Rs）的研究则侧重于饮食对物种间苦味基因数量差异的影响。

本文首次对以植物为食的主要狭鼻类灵长类动物甜味和鲜味基因的适应性进化进行全面分析，探究食性差异对基因进化的影响。此外，通过比较基因组学研究，系统探索了劳亚兽类苦味基因的进化以及适应不同生态系统的动物群之间苦味基因的进化差异。狭鼻类灵长类动物是灵长类动物中的一个重要分类单位，包括猕猴科、人科和长鼻猴科。在长期的进化过程中，不同类群的狭鼻类灵长类动物分化出了明显不同的食性特征。狭鼻类灵长类动物甜味和鲜味的分子进化分析结果表明，疣猴亚科祖先的Taslr2序列经历了明显的选择压力松弛，这可能与其食叶特征和特殊的消化方式有关。 此外，本文分析还发现，猕猴科、猕猴亚科、疣猴亚科、长臂猿科的Taslr1和猕猴科的Taslr2在进化过程中均经历了显著的正向选择，存在显著的正向选择位点。在猕猴亚科、疣猴亚科和白腿叶猴中还发现了一些已被证实改变受体敏感性的位点突变。本研究检测到的正向选择位点大多位于负责与味觉物质结合的TAS1Rs受体蛋白的胞外区，一些甜味和鲜味分子的结合位点也通过蛋白质建模和分子对接结果得到验证。

劳亚兽总目（Laurasiatheria）包括刺猬目、髯毛目、翼手目、鳞甲目、食肉目、奇蹄目和鲸足目，是哺乳动物四大目之一，与真始基兽目一起组成北方真兽总目，不同劳亚兽总目类群表现出不同的生态适应性。本研究基于全基因组同源序列搜索，对40个劳亚兽总目苦味基因进行了分子进化研究。基因系统发育关系重建和基因进化史构建的结果表明，劳亚兽总目不同物种间完整苦味基因（Intact bite taste gene）数量差异较大（范围从0到52个），它们的共同祖先至少拥有25个完整的苦味基因。随着物种的分化，不同物种中苦味基因数量普遍丢失几种哺乳动物甜味、鲜味和苦味基因的分子进化与饮食习惯的相关性研究，至少有8个谱系特异基因增加，这些基因数量的增加主要是物种特异性基因重复的结果。 一般认为，苦味基因的丢失与增加与动物饮食的变化有关。我们在海洋哺乳动物中检测到了普遍的TAS2Rs失活和基因丢失；分布在沙漠或高原的鼩鼱，其苦味基因数量明显少于其他食草动物；鼩鼱作为体型最小的哺乳动物，却拥有最多的苦味基因，这可能是由于它们需要不断进食以维持极高的代谢水平；穿山甲是劳亚兽亚目中拥有完整苦味基因最少的陆生哺乳动物，这可能是长期进化出专门以蚂蚁为食的结果。这些发现体现了苦味基因在不同生态位中的适应性进化，为研究劳亚兽亚目味觉多样性的分子机制提供了新的视角。

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