动物科学

动物高原适应在分子水平的趋同性及其沿海拔梯度的动态进化历史

中国科学院昆明动物研究所车静团队通过合作研究，选取两栖动物中的倭蛙属和爬行动物中的沙蜥属为研究对象展开工作，对不同海拔支系的物种进行了进化和统计分析，研究论文发表于PNAS。研究结果显示，在两个动物类群中，与低海拔物种（低于1000米）分化后，均出现明显的高原适应的信号，且在后续的进化中（伴随着海拔的升高）这种信号一直存在，表明高原适应不只存在于极高海拔的物种中，在中高海拔已开始进化。DNA损伤修复和能量代谢相关基因这两个功能在动物适应高原环境过程中的重要作用，进一步证明在与低海拔物种分化后，高原适应就开始进化；且高原适应的进化模式体现出连续性。

倭蛙属（左）和沙蜥属（右）的系统发育关系及各物种海拔分布，以及倭蛙属（左）和沙蜥属（右）发生低氧适应相关的功能举例（下划线标记为二者存在趋同）（图片来源于中国科学院昆明动物研究所）

中国野生猕猴环境适应的分子机制

中国科学院动物研究所灵长类生态学研究组李明研究员与英国卡迪夫大学Michael W.Bruford教授等合作，利用二代测序平台（Illumina HiSeq2000、Illumina HiSeq2500），对81个分布于中国境内17个采样点的野生猕猴个体进行了全基因组深度重测序，并通过种群基因组学分析，揭示了中国野生猕猴不同亚种的种群遗传结构和演化历史，解析了不同猕猴种群适应极端气候环境的分子机制，并预测了和人类疾病相关的突变位点；研究成果发表于GigaScience。该研究揭示了在与印度猕猴分化后中国猕猴祖先种群进入中国并发生分化而形成目前分布格局的历史过程。

全基因组解析现代虎演化史并确认六亚种

北京大学生命科学学院、蛋白质与植物基因研究国家重点实验室、北大—清华生命科学联合中心罗述金研究员课题组与来自美国、俄罗斯的合作团队解决了数十年以来关于虎亚种划分的争议，运用群体基因组学方法描绘了迄今为止最完整的虎演化史，解析了其自然选择和生态适应性的遗传基础，确认了现存虎应划分为孟加拉虎、马来虎等六亚种；研究论文发表于Current Biology。研究者将现存野生虎种群划分为6个独立的亚种，即苏门答腊虎、孟加拉虎、印支虎、马来虎、东北虎和华南虎。一些气候环境因素可能是导致历次种群分歧并促使虎亚种形成如今的地理分布格局的主要因素。

艾滋病疫苗研究进展

中国科学院广州生物医药与健康研究院陈凌教授、中山大学的孙彩军教授等在艾滋病预防性疫苗研究中取得新进展，研究论文发表于Frontiers in Immunology。人类免疫缺陷病毒（HIV）已被发现30余年，如今仍是造成人类死亡的重大病因。研究人员利用猕猴/SIV感染模型，探索了基于腺病毒载体的艾滋病疫苗与PD-1抗体联合应用的免疫策略。结果表明在疫苗接种期间同时使用PD-1抗体可有效降低T细胞的功能性耗竭，并诱发出更有效、广谱和持久的杀伤性CD8+T细胞免疫应答，而且还可有效预防猴艾滋病毒SIVmac239的多次高剂量感染。该研究为研发有效的预防性艾滋病疫苗提供了新的策略。

我国中生代鸟类化石中发现肺部结构

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所邹晶梅、周忠和等，临沂大学王孝理等，约翰内斯堡大学John N.Maina，南京地质与古生物研究所泮燕红等组成的国际研究团队报道了在一件距今1.2亿年前的原始鸟类上保存的肺部结构，为揭示早期鸟类呼吸系统的演化提供了关键信息。相关成果发表于PNAS。保存肺部结构的是一件发现于早白垩世热河生物群的始吻古喙鸟化石。古喙鸟的肺部结构显示了和现代鸟类相似的高度分化，表明与飞行相适应的高度气体交换能力在鸟类演化早期就已经出现。越来越多的证据表明现代鸟类所特有的生理结构（如消化系统和呼吸系统）出现的时间很有可能早于骨骼系统的改变。

始吻古喙鸟和现代鸟类肺部显微结构的比较（王敏供图）（图片来源于中国科学院古脊椎动物与古人类研究所）

四川盆地对绿臭蛙多样性格局形成和维持的环形模式

中国科学院成都生物研究所傅金钟研究组通过种群遗传学方法研究了绿臭蛙围绕四川盆地的多样性格局，并对其形成过程进行了分析，研究成果发表于Molecular Ecology。气候分布模型表明绿臭蛙环绕四川盆地连续分布，盆地内部不适合该物种的居住。种群遗传学及系统发生分析显示，该物种具有环形的分化模式，围绕四川盆地的大部分种群表现出渐进且连续的基因多样性，盆地西部群体和北部群体之间形成了有极少基因交流的生殖隔离。基因聚类分析表明至少曾有两个避难所分别在盆地东部与西部，冰期后的扩散使得来自两个区域的群体分别在盆地南部和西北部相遇。

“人造精子”技术实现蛋白质重要氨基酸的个体水平遗传筛选

中国科学院生物化学与细胞生物学研究所李劲松和陈勇研究组合作，利用最新的CRISPR/Cas9介导的单碱基编辑系统（BE3） 结合单倍体胚胎干细胞（“人造精子”）介导的半克隆技术，对影响小鼠原始生殖细胞（PGCs）发育的重要基因Dnd1实现个体水平氨基酸功能位点的遗传筛选，相关论文发表于Nature Cell Biology。该研究利用碱基编辑技术实现了个体水平蛋白质关键氨基酸功能位点的遗传筛选，为蛋白质结构和功能的研究开辟了一个新体系。该体系的另一潜在的重要应用是筛选人类疾病相关基因的功能位点，并与已有的SNVs数据库进行比对，预测疾病相关基因的致病位点。

野生大熊猫与放牧家畜的活动格局比较

中国大熊猫保护研究中心大熊猫国家公园珍稀动物保护生物学国家林业和草原局重点实验室张和民等与国内外科学家合作，通过内置活动传感器的GPS颈圈，于2010年—2012年在四川卧龙国家级自然保护区的“核桃坪”及其毗邻区域，采集了野生大熊猫和放牧家畜的大量活动数据，相关研究成果发表于《生态学报》。结果表明，野生大熊猫和放牧家畜在活动强度、活动时间百分率和活动时间片段率等方面都具有极显著性差异（P＜0.0001），仅两者之间的活动片段时长无明显的统计学意义（P=0.4107）。合理规划和管控放牧家畜的散养区域与数量，是自然保护管理与社区经济发展相协调的有效途径之一。