讲述大西洋鲱鱼、流苏鹬和达尔文雀超级基因演化的故事——沃尔夫奖得主Leif Andersson教授做客海外名师大讲堂
2024年10月21日-24日,美国国家科学院外籍院士、瑞典皇家科学院院士、中国工程院外籍院士Leif Andersson教授访问我校,并做客海外名师大讲堂第162期交流活动。
Leif Andersson教授是乌普萨拉大学功能基因组学和德克萨斯农工大学动物基因组学的教授。他主要从事动物驯化方向的研究,在家禽进化遗传学、基因组学领域处于世界领先地位,是动物遗传学方面的领军人物,对世界人口不断增长下的可持续喂养做出了重要贡献。他于2002年当选瑞典皇家科学院院士,2012年当选美国国家科学院外籍院士,于2014年获得沃尔夫农业奖,并于2019年当选中国工程院外籍院士。
10月21日下午,Leif教授在紫金港校区纳米楼457报告厅做了题为“大西洋鲱鱼、流苏鹬和达尔文雀的超级基因演化”的精彩学术报告。本次报告由生命科学研究院周琦教授主持,报告共吸引了线上线下2600余位师生参与。


本次报告中,Leif教授分别以流苏鹬、大西洋鲱鱼和达尔文雀为案例,介绍了超级基因(Supergene)在物种生态适应性中的重要作用。超级基因指的是某一条染色体上多个不同性状的基因通过诸如染色体倒位的方式像一个等位基因一样在代际之间传播的特殊遗传座位,这是演化遗传学的重要概念之一。
Leif教授从流苏鹬的繁殖策略开始讲授。流苏鹬是一妻多夫的物种,该物种的雄性存在三种表型,分别是Independent,Satellite和Faeder。Independent的雄鸟占这三种表型的绝大多数(80%~95%),且会捍卫自己的觅食领地,而Satellite和Feader不会,以及Satellite和Feader的睾酮表达也更低。通过基因组组装等方法,Leif教授发现一段4.3Mb的倒位(超级基因)与该表型相关,与着丝粒组装相关的基因CENPN在倒位中遭到了破坏。通过超级基因的重组估算方法,Leif教授推测出Independent与Satellite,Faeder大约在3.8MYR前分离,Satellite和Faeder大约在70kYR前分离。在倒位发生之后,倒位附近及内部的基因发生快速演化,如睾酮代谢相关的HSD17B2和羽色相关的MC1R,展示了超级基因的适应性。在大西洋鲱鱼超级基因案例中,其倒位产生的超级基因使其展现出对低温的环境适应,在这个案例中没有基因在倒位中被破坏,在倒位附近也没有展现出基因的累积效应,其超级基因的动态演化来自于等位基因之间的大量gene flux。在达尔文雀的超级基因演化案例中,Leif教授通过GWAS来探索体重与喙大小的相关基因区域,找到的超级基因位点G03与倒位无关,这表明超级基因并不总会涉及倒位。且G03包含了至少4个基因,其中基因HMGA2与人,鼠,兔等多个物种的体型相关。综合以上案例,Leif教授为我们介绍了超级基因的鉴定方法、功能机制以及物种的生态适应性原理,让我们全面理解超级基因。
报告结束后,与会师生们兴趣盎然,积极提问,Leif教授耐心细致地解答,现场气氛十分热烈。问答环节中的思想碰撞使大家对报告内容有了更深刻的理解,进一步促进了学术交流与合作。
10月22日,Leif教授与来自医学院、生研院以及西湖大学、中科院动物所等单位的10余名老师、博后以及学生开展了一个小型师生座谈会,Leif教授结合自己的科研经历鼓励大家勇于探索,善于发现身边科学问题并积极探索。

10月23日,Leif教授带领周琦组实验室师生进行野外实地鸟类观察采样。期间,他们就鸟类生活习性、生态及黑短脚鹎的表型多态性进行了深入探讨。




Leif教授此次浙大之行不仅给师生带来了最前沿的研究报告,还不吝分享自己的科研心得体会,在提升师生学术研究水平、拓宽国际视野的同时,也积极推动了相关学科领域的国际化发展。
(生命科学研究院供稿)