《Cell》：藍色和黃色如何生出綠色鸚鵡

10月5日《Cell》雜誌報道了來自斯坦福醫學院遺傳學系Carlos D. Bustamante實驗室的新發現——鸚鵡羽毛變化的遺傳基礎。

提到色彩展示，在自然界中鳥類無疑是傑出代表之一。許多色彩艷麗的鳥類從食物中獲取色素，但鸚鵡卻並非如此。研究人員調查了一種寵物鸚鵡（相思鸚鵡，也叫虎皮鸚鵡），找到了鸚鵡們擁有黃色、藍色、綠色彩色羽毛的秘密。

10月5日《Cell》雜誌報道了來自斯坦福醫學院遺傳學系Carlos D. Bustamante實驗室的新發現。

「過去150年間的人工選擇工作，造就了虎皮鸚鵡大量影響顏色的簡單孟德爾遺傳性狀，它們是研究鸚鵡色彩的絕佳模式動物，」文章一作、斯坦福大學的研究生Thomas Cooke說。「我們在虎皮鸚鵡的生長羽毛中鑒定了一種非典型的高表達基因，它能生產鸚鵡身上的黃色顏料。」

根據早年間的研究，人們知道虎皮鸚鵡身上有一類未在其他脊椎動物中發現的表現為紅色到黃色的色素，psittacofulvins。人們還發現一些不能產生黃色色素的長尾小鸚鵡的羽毛也有黃色到綠色到藍色的顏色變換。然而，參與鸚鵡羽毛顏色的基因和生化途徑一直不得而知。

在這項新研究中，首先Carlos Bustamante研究組使用了全基因組關聯圖譜鑒定了一個包含藍色突變的遺傳區域，該區域富含幾個基因，不確定哪種基因負主要責任。

為了縮小範圍，研究人員測序了234隻活虎皮鸚鵡（其中105隻為藍色）和澳大利亞15個博物館鸚鵡標本的DNA。他們指出，藍色鸚鵡攜帶單突變的MuPKS基因，使該基因編碼了一個鮮為人知的聚酮合成酶。

另一個關鍵實驗是比較綠黃鸚鵡和藍鸚鵡羽毛的基因表達差異。結果顯示，MuPKS在綠黃鸚鵡羽毛上高量表達，但是藍鸚鵡羽毛中的MuPKS的一個單氨基酸被替換了。

研究人員克隆了MuPKS基因，並將其插入酵母基因組以檢查該基因是否會表達黃色顏料。結果正如所料。

研究人員說，發現MuPKS突變導致顏色變化是一個意外發現。因為類似的基因幾乎存在於所有鳥類。區別在於，非鸚鵡類的其他鳥類羽毛並不表達這個酶，因此這些鳥羽不是黃色。結果證明，基因表達模式賦予了鸚鵡變換的羽色。

「據推測，該基因在非鸚鵡鳥類身上應該具有其他某種作用，但我們現在還不知曉，」Cooke說。

令人詫異的是，研究小組發現，這種酶的高表達大部分集中在在羽毛完全形成後即死亡的鳥羽部分。因此，科學家們懷疑，在該區域細胞死亡之前，一定存在能生產顏色並將顏色沉澱在臨近細胞中的細胞。

羽毛顏色對鳥類社交很有影響。研究人員說，他們想了解更多有關這些酶類的控制。Cooke說：「在DNA水平上，研究不同種類鸚鵡之間的顏色差異是一件很有趣的事情。」

原文標題

Genetic Mapping and Biochemical Basis of Yellow Feather Pigmentation in Budgerigars

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