來(lái)自英國(guó)卡迪夫大學(xué)、深圳華大基因研究所等處的研究人員近日完成了對(duì)游隼和獵隼的基因組測(cè)序，提供了關(guān)于捕食生物生活方式演變的一些新認(rèn)識(shí)，相關(guān)論文“Peregrine and saker falcon genome sequences provide insights into evolution of a predatory lifestyle”發(fā)表在3月24日的《自然—遺傳學(xué)》（Nature Genetics）雜志上。
英國(guó)卡迪夫大學(xué)的Michael W Bruford和深圳華大基因研究所的王俊（Wang Jun）博士為這篇文章的共同通訊作者。
隼形目（Falconiformes）包括鸮形目以外的所有猛禽，是白天活動(dòng)的猛禽。隼形目多為單獨(dú)活動(dòng)，飛翔能力*，也是視力的動(dòng)物之一。隼形目與其它鳥類不同，雌鳥往往比雄鳥體型更大。隼形目有4-5科，我國(guó)有2-3科。我國(guó)的所有隼形目鳥類都是國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物。作為*食肉動(dòng)物，隼形目具有*的形態(tài)、生理和行為適應(yīng)性，使得它們能夠成為成功的捕食者。例如游隼（peregrine）就被譽(yù)為是世界上速度zui快的動(dòng)物。
為了探討捕食生物適應(yīng)的進(jìn)化基礎(chǔ)，來(lái)自卡迪夫大學(xué)和華大基因的研究人員對(duì)游隼和獵隼進(jìn)行全基因組測(cè)序，并獲得了關(guān)于進(jìn)化和捕食方式選擇性的全基因組證據(jù)。研究人員利用Illumina深度測(cè)序組裝出了長(zhǎng)度約為1.2 Gb的基因組，測(cè)序覆蓋度達(dá)100倍。
利用同源性和de novo分析方法結(jié)合RNA測(cè)序數(shù)據(jù)，研究人員預(yù)測(cè)出了游隼和獵隼分別具有16,263和16,204個(gè)基因。利用以同源性為基礎(chǔ)的方法，研究人員對(duì)大約92%的這些基因進(jìn)行了功能性注釋。
利用相關(guān)基因組，研究人員開展了比較基因組分析評(píng)估了隼的進(jìn)化和新變化。研究人員對(duì)游隼、獵隼、雞、斑胸草雀和火雞中的同源基因進(jìn)行了分析。結(jié)果表明雞和火雞組成了一個(gè)進(jìn)化分支，斑胸草雀和隼為另一個(gè)進(jìn)化分支。分析游隼和獵隼序列，表明兩者zui近的共同祖先存在于210萬(wàn)年前。超過(guò)99.6%的游隼基因組與獵隼基因組在基因區(qū)域上是共線的。
分析結(jié)果表明，相比于雞和斑胸草雀，游隼和獵隼基因組中大片段重復(fù)相對(duì)較少，這些元件不到基因組的1%。它們的轉(zhuǎn)座因子組成與斑胸草雀非常相似，具有較少的DNA轉(zhuǎn)座因子和長(zhǎng)核苷酸元件。研究人員還發(fā)現(xiàn)隨著進(jìn)化時(shí)間推移，只有較少的分子特異性插入和缺失在隼基因組中中累積。相比于其他鳥類，游隼和獵隼譜系特異性基因較少。
此外，相比于雞和斑胸草雀，嗅覺(jué)受體基因目錄顯示游隼和獵隼中的完整嗅覺(jué)受體基因也是zui少的，但它們的嗅球比率要高于斑胸草雀，與雞相似。這兩個(gè)性狀過(guò)去被認(rèn)為與嗅覺(jué)功能呈正相關(guān)。此外，在雞和斑胸草雀中存在的嗅覺(jué)受體γ-c 簇基因擴(kuò)張，在游隼和獵隼并不存在，研究人員認(rèn)為這有可能與游隼和獵隼依賴于視覺(jué)定位獵物有關(guān)。
此外，研究人員通過(guò)比較游隼、獵隼和現(xiàn)有鳥類基因組，發(fā)現(xiàn)了一些與循環(huán)（例如血紅素合成）、神經(jīng)系統(tǒng)、嗅覺(jué)和鈉離子轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)的進(jìn)化基因發(fā)生了快速進(jìn)化。與雞形目鳥類比較，揭示出線粒體呼吸鏈也發(fā)生了顯著的快速改變。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)在所有鳥類基因組中，游隼和獵隼的每時(shí)間單位基因損失速率是zui快的。
新研究提供了基因組測(cè)序數(shù)據(jù)為未來(lái)研究中檢測(cè)鳥類，尤其是猛禽的進(jìn)化和適應(yīng)提供了一個(gè)重要的資源。游隼和獵隼廣泛分布于，顯示出多種多樣的地域表型和行為，它們的保護(hù)情況隨棲息地范圍存在巨大的差異，當(dāng)前獵隼已被列為瀕危物種。游隼和獵隼都有遷徙和定居物種，了解這一廣泛多樣性的遺傳基礎(chǔ)，將為長(zhǎng)期保護(hù)它們提供了一個(gè)有價(jià)值的工具。
