青岛日报社/观海新闻2月23日讯 近日，中国海洋大学在动物血红性状起源演化解析方面取得重要进展，研究团队完成了首个染色体级别的泥蚶全基因组精细图谱，并系统深入地分析了蚶类血红蛋白的起源和演化。
血液是维系动物所有生命活动和生理功能的关键要素。几乎所有的脊椎动物都依靠血液中的血红蛋白（Hb）运载氧气，因此血液通常呈红色。然而在无脊椎动物中，呼吸蛋白多种多样，仅有少数类群的血液为红色，且通常被认为是进化新颖性的体现。蚶科贝类（俗称血蚶）是为数不多具有红色血液的软体动物类群，是研究无脊椎动物血红性状起源和演化的良好动物模型。
研究发现，与非红血软体动物类群相比，蚶科贝类基因组具有独特的六个Hb家族成员，其中HbI、HbIIA、HbIIB和HbIII基因在血淋巴中的表达量显著升高，为血红表型的潜在主效决定基因。研究还发现，泥蚶具有全套的血红素合成酶编码基因。这些基因的表达模式与脊椎动物相似，表明了蚶类和脊椎动物血红素合成调控机制的趋同演化现象。研究团队随后通过RNA干扰实验证实了Hb和血红素合成关键酶在维持泥蚶血红表型中的重要作用。
针对无脊椎动物血红性状是否完全独立于脊椎动物等关键科学问题，研究团队发现蚶类独有的Hb与软体动物共有的肌红蛋白（Mb）的系统发生关系最近，提示其可能由Mb基因演化而来。深入分析发现，蚶类HbIII_Like与Mb2在氨基酸序列和表达模式上最相似，揭示了由Mb演化为Hb的祖先过渡基因状态。
研究意外发现，蚶类基因组中Hb基因主要以基因簇的方式聚集分布，与脊椎动物Hb基因簇的演化具有高度趋同性。蚶类Hb基因与脊椎动物特有的Hb基因同处一个演化分枝，并且与脊椎动物Hbβ基因簇具有保守的侧翼基因共线性排布，表明它们共同起源于单一的类Mb祖先基因。
本研究创新发现蚶科贝类Hb和脊椎动物Hb共同起源于单一祖先基因，突破了国际学界关于无脊椎动物血红性状为“独立起源演化”的传统认知。研究结果不仅揭示了软体动物Hb基因簇的起源演化历程，也为理解动物血红性状的宏观起源演化提供了新认知。（青岛日报/观海新闻记者 李勋祥）
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