与常染色体不同,许多物种的性染色体对不会发生基因重组。有人提出,抑制重组是由自然选择造成的,这种自然选择倾向于将性别决定基因与这种染色体上的突变紧密联系在一起,这种突变对某一性别有利,而对另一性别不利(这被称为性拮抗突变)。目前尚未描述过这种选择导致抑制重组的例子,但孔雀鱼种群表现出性拮抗突变(影响雄性颜色),预计会进化出抑制重组。在孔雀鱼现存的近亲中,Y 染色体已抑制重组,并失去了 X 上的所有基因(这被称为基因退化)。然而,尽管孔雀鱼 Y 染色体携带性拮抗突变,但它偶尔会与 X 染色体重组。我们描述了孔雀鱼最近进化出一种新的 Y 染色体的证据,这种 Y 染色体来自与这些亲属相似的 X 染色体,取代了旧的、退化的 Y 染色体,并解释了为什么孔雀鱼配对仍然会重组。雄性着色因素可能在新的 Y 染色体进化之后出现,并且已经进化出仅限于雄性的表达方式,这是避免两性冲突的一种不同方式。
摘要背景:为了解雌性配偶选择对于丰富多彩的雄性纹饰的进化意义,必须了解此类纹饰的潜在调控机制,以研究纹饰如何与增加后代适应性或性吸引力的“雄性品质”相关联。在孔雀鱼(Poecilia reticulata)这种已建立的性选择模型系统中,雌性更喜欢拥有更大、饱和度更高的橙色斑点的雄性作为潜在配偶。虽然之前的研究已经确定了一些与橙色斑点形成相关的染色体区域和基因,但这些遗传元素在橙色斑点形成中的调控和参与尚未阐明。在本研究中,利用 RNA-seq 研究了橙色斑点和某些颜色发育阶段特有基因的表达模式,以揭示橙色斑点形成的遗传基础。结果:比较同一个体雄孔雀鱼皮肤有橙色斑点(橙色皮肤)和无彩色斑点(暗淡皮肤)的基因表达水平,鉴定出1102个差异表达基因(DEG),其中橙色皮肤中有630个上调基因和472个下调基因。此外,还比较了三个发育阶段整个躯干皮肤的基因表达水平,根据颜色发育情况,有2247个基因被鉴定为DEG。这些分析表明黄细胞的二次分化可能影响橙色斑点的形成。结论:研究结果提示,橙色斑点可能是由黄细胞的二次分化而不是从头产生形成的,而黄细胞的二次分化是由Csf1和甲状腺激素信号通路诱导的。此外,我们提出了与橙色斑点面积和饱和度水平相关的候选基因,这两者都被认为对雌性配偶选择很重要,并且受到独立调控。这项研究深入了解了橙色斑点形成的遗传和细胞调控机制,这将有助于阐明这些过程如何在进化过程中作为与性选择相关的观赏性状得以维持。关键词:配偶选择、彩色装饰品、颜色相关基因、RNA 测序
孔雀鱼杂交育种和基因操作面临的挑战和限制包括近交衰退和遗传漂变的潜在风险。这些风险凸显了保持遗传多样性、实施有效的育种策略和利用分子工具减轻有限遗传变异的负面影响的重要性。还应仔细评估和解决伦理问题,包括动物福利和转基因孔雀鱼的潜在生态影响。养殖孔雀鱼杂交育种和基因操作的未来前景围绕着基因组方法的进步和分子技术的整合。全基因组测序和基因组选择为加强育种计划和操纵孔雀鱼基因组提供了令人兴奋的可能性。此外,探索和保护野生孔雀鱼种群的遗传多样性有助于培育更具弹性和多样性的养殖品系。
一些认知能力被认为是复杂社会生活的结果,这种社会生活使个体能够通过先进的策略实现更高的适应性。然而,大多数证据都是相关的。在这里,我们进行了一项实验研究,研究群体大小和组成如何影响孔雀鱼 (Poecilia reticulata) 的大脑和认知发育。在 6 个月的时间里,我们按照 3 种社会处理方法中的一种饲养性成熟的雌性:一个小的同类群,由 3 只孔雀鱼组成;一个大的异类群,由 3 只孔雀鱼和 3 只溅斑灯鱼 (Copella arnoldi) 组成——一种在野外与孔雀鱼共存的物种;以及一个大的同类群,由 6 只孔雀鱼组成。然后,我们测试了孔雀鱼在自我控制 (抑制控制)、操作性条件反射 (联想学习) 和认知灵活性 (逆向学习) 任务中的表现。使用 X 射线成像,我们测量了它们的大脑大小和主要大脑区域。 6 只个体组成的较大群体(包括同种群体和异种群体)表现出比较小群体更好的认知灵活性,但在自我控制和操作性条件反射测试中没有差异。有趣的是,虽然社交操纵对大脑形态没有显著影响,但相对较大的端脑与更好的认知灵活性相关。这表明,除了大脑区域大小之外,其他机制使来自较大群体的个体具有更大的认知灵活性。虽然没有明确的证据表明对大脑形态的影响,但我们的研究表明,生活在较大的社会群体中可以提高认知灵活性。这表明社会环境在古比鱼的认知发展中发挥着作用。
摘要在本章中,我们概述了神经系统的解剖学,功能和演变。我们的重点将集中在脊椎动物组的大脑上,其脑形态和功能变化最大,即肌动杆菌骨膜。我们首先描述了中心(CNS)和自主神经系统,然后在我们总结了大脑区域及其连接及其连接并高显示不同的虚拟分类单元之间的一些相似之处和差异之前,描述了CNS(脊髓,脊神经,颅神经)的主要远端成分(脊髓,脊神经,颅神经)。本章的第二部分致力于脑部解剖结构的变化,包括讨论比较脑解剖学进化和脑可塑性。我们根据孔雀鱼(Poecilia neticulata)的人工选择的大脑和小脑部的孔雀(Poecilia neticulata)的结果来摘要大脑大小的进化成本和收益。在福利方面,我们得出的结论是,它们的大脑多样性反映了薄膜的多样化认知需求。然而,它们的终生神经发生率也应使个人能够认知能够适应一定范围的环境条件。
斯德哥尔摩大学动物学系博士后奖学金职位 大脑形态进化和行为 斯德哥尔摩大学动物学系 Niclas Kolm 教授研究组提供为期两年的全职博士后奖学金职位。该项目旨在研究物种内大脑形态变异和行为变异之间的进化关联。为此,该项目将使用三个已经建立的孔雀鱼 (Poecilia reticulata) 人工选择系,它们具有 i) 不同的相对大脑尺寸、ii) 不同的学习行为和 iii) 不同的相对端脑尺寸。还计划进行一项关于神经元密度的额外选择实验。坚实的基础设施(超过 4000 个水族馆,六个房间专门用于大样本量的个体和群体分析)可用于人工选择实验、认知能力的多种分析、配偶选择、捕食者-猎物相互作用、集体运动、迁徙行为、生理学以及大脑和身体形态学(该项目可通过蔡司 Versa 520 和 SciLifeLab 的光片显微镜使用 X 射线显微镜)。该部门还提供分子工具来分析基因组机制。博士后的个人研究兴趣对于确定确切的项目非常重要。
s2是从山的Ney Springs中分离出来的Shasta,加利福尼亚州,在最小培养基板上,其中包含20 mM多硫化物和10毫米乙酸盐(6)。S2在含有20 mm硫代硫酸盐和10 mm乙酸盐的液体最小培养基中进行有氧培养。详细的媒体说明可在此处找到:dx.doi.org/10.17504/protocols.io.bqjgmujw。S2在室温下孵育5天,以实现由先前的生长曲线确定的近似最大浊度(6)。DNA,并使用量子荧光计(美国Thermofisher Scientific,USA)进行定量。所有测序均由单个DNA准备。纳米孔库在高智能模式(280 bp/s)下使用R10.4.4的流动池(FLO-MIN114)用天然条形码24 V14试剂盒(牛津纳米孔技术,英国牛津,英国)进行测序。用孔雀鱼V.6.4.6进行,删除了质量分数<7的读数(7)。 在Seqcenter LLC(美国匹兹堡,美国)进行了 Illumina库准备和测序。 简要地,使用Illumina DNA准备套件制备库,并用10 bp独特的双指数进行条形码,并在Illumina Novaseq(2×150个测序)上进行测序。 使用BCL-Convert(v.4.0.3)进行反复式,质量控制和适配器修剪。 纳米孔序列> 2,000 bp用菲尔隆(V.0.2.1)(8)过滤质量,并去除了最差的10%的读取碱基。 过滤的长读数与Flye组装(v.2.9.1)(9)。 进行了四轮抛光。 质量评估和基因组统计数据,删除了质量分数<7的读数(7)。Illumina库准备和测序。简要地,使用Illumina DNA准备套件制备库,并用10 bp独特的双指数进行条形码,并在Illumina Novaseq(2×150个测序)上进行测序。使用BCL-Convert(v.4.0.3)进行反复式,质量控制和适配器修剪。纳米孔序列> 2,000 bp用菲尔隆(V.0.2.1)(8)过滤质量,并去除了最差的10%的读取碱基。过滤的长读数与Flye组装(v.2.9.1)(9)。进行了四轮抛光。质量评估和基因组统计数据Illumina读取的质量是用FastQC(v.0.12.1)(10)过滤的,所有读取的质量得分> Q30。简短的读数与Burrows -wheeler对准器(V.0.7.17)(11)对齐,并用Pilon(V.1.24,-fix all)(12)抛光组件。