兽类学报

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哺乳动物TEX13基因家族演化格局研究

伍莹莹1,2 余文华1 杨光2,3 柴思敏2*   

  1. (1 广州大学,生命科学学院,华南生物多样性研究中心,广州 510006)

    (2 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州),广州 511458)

    (3 南京师范大学,生命科学学院,江苏省长江中下游流域生物多样性保护与可持续利用重点实验室,南京 210023)

摘要:

TEX13(Testis-expressed protein 13)家族是一类X染色体连锁的睾丸特异表达基因,现有基因功能研究表明其可能在精子发生过程中参与转录后调控和能量代谢重塑等,但其在哺乳动物中的起源、演化特征和格局仍不清楚。本研究基于114种哺乳动物的基因组数据,对TEX13基因家族进行了系统鉴定,并结合生物信息分析,解释该家族的分子演化格局。结果显示,单孔目和有袋目动物均未鉴定到TEX13基因,表明该家族或起源于真兽亚纲祖先;在本研究选取的106个真兽动物中共鉴定到104条TEX13A、106条TEX13B、104条TEX13C和104条TEX13D蛋白编码序列,且均定位于X染色体。其中,鲸类、鳞甲目、部分鳍足类、翼手目、树鼩目以及部分灵长目的TEX13基因家族成员发生了多次独立的基因丢失或假基因化事件。大多数失活谱系未表现出显著的选择约束放松,仅在少数物种中检测到放松信号。而多数假基因仍保留核心结构域或转录信号,表明假基因化为渐进过程。系统发育分析支持TEX13A/B与TEX13C/D分别构成两个亚家族,其中TEX13C/D的分支演化速率相对较快。选择压力分析表明,TEX13家族整体以纯化选择为主,但在部分完整编码序列的谱系中检测到正选择信号,呈现出总体受约束与局部适应并存的演化特征。综上,TEX13家族演化表现为谱系特异性保守与反复独立失活并存的复杂格局,推测其演化差异可能与精子发生过程中的能量调控及生殖表型的适应性演化相关。

关键词: TEX13基因家族, 分子演化, 假基因化, 适应性演化, 哺乳动物