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美科学家:羽色由三组基因决定

  在当代生物学杂志本周出版的标题为“色素基因突变在家鸽上的位性和组合效应”一文中,犹他州大学的一组研究人员说,他们已经成功地破解了鸽子之间色彩变化背后的遗传密码。研究人员发现基因突变在三个关键基因——TYRP1、SOX10和Slc45a2上,控制决定了家养岩鸽的羽色。

  “我们有兴趣了解DNA水平的变化会给鸽子性状带来怎么样的具体变化,比如羽毛的颜色。”来自尤他州大学的资深生物学撰稿人和副教授迈克尔·夏皮罗(Michael Shapiro)说道。

  该TYRP1基因通过控制不同酶的生成和黑色素的合成,来使鸽子表现出蓝黑色(普通城市鸽子灰颜色)、灰色、红色和棕色羽毛,夏皮罗博士说。

  而另一个基因,命名为SOX10 ,它的基因表达会使鸽子只生成红色而不生成其他颜色。SOX10是隐性基因,一旦变异,就会抑制了TYRP1基因的表达,导致生成的鸽子具有非常饱和的真正的红色,他补充道。

  “你放下指挥棒,乐团不演奏了。”他说,“这正是突变的SOX10表达时的情况。 ”

  SOX10是一个上位基因,一个掩盖另一个基因表达的例子。

  不同形式的第三个基因命名为Slc45a2 ,能够使得羽色不浓也不淡。

  这个基因类似于影响人体皮肤色素沉着的基因,科学家们说。例如,Slc45a的一些突变可能与某些种类的白化病有关。

  “在人类中,这类基因的突变往往被认为是不好的,因为它们可能会导致白化病或使细胞更容易受到紫外线(日光中的紫外线)的伤害,因为保护性色素缺失或不足。”论文第一作者,大学生物学博士后研究员埃里克·多姆亚(Eric Domyan)说。“在鸽子,这些相同的基因突变导致不同的羽毛颜色,这对于鸽子爱好者是一件非常好的事情。”

  “颜色是最重要的性状之一,它使鸽子看起来很漂亮。”夏皮罗说。

  记录表明,5000年前鸽子被驯化,夏皮罗说。而根据人们的饲养经验,以及对羽色等的定向选择培育,已经产生了350多种不同的鸽子品种。

  目前还不清楚这些突变的来源,如果这种突变在驯化之前就已经存在的话,夏皮罗补充道。

  最上面一排,前三张图片从左至右,来自突变的TYRP1基因的灰红色,正常TYRP1基因的深蓝色,以及另一个TYRP1突变体的棕羽色。第四照片,右上,显示了突变SOX10基因表达的红色。在底部的四个图像的鸽子具有的TYRP1或SOX10基因与第一行中对应的鸽子相同,但它们的颜色是稀释或淡化的,因为它们有一个Slc45a2突变基因。(Eric Domyan from University of Utah)
   


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