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自然界许多生物的表型都存在着变异,可遗传的表型变异是生物多样性的基础,解析自然界生物适应性表型变异的分子基础是进化生物学的热点和主要挑战。在具有回声定位能力的蝙蝠中,回声定位叫声频率主要用于捕食、适应环境和个体间交流。虽然回声定位叫声频率在不同蝙蝠物种或种内不同亚种间都存在着极大变异,但至今人们对该表型变异的分子基础仍知之甚少。菊头蝠属(Rhinolophus)物种属于恒频-调频蝙蝠。由于多普勒效应,该类蝙蝠的回声定位叫声频率与听力频率保持一致。本论文以中菊头蝠三个存在显著叫声频率差异的亚种(喜马拉雅亚种、东部亚种和海南亚种)为研究对象,通过对其耳蜗组织进行比较转录组学研究,来解析亚种间叫声频率变异的分子基础。在本论文中,每个亚种选取4个成年雄性个体,并使用两种方法(edgeR和DESeq2)来鉴定差异表达基因(DEGs)。首先,通过对三个亚种耳蜗组织的基因表达谱进行两两比较发现,亚种间叫声频率的差异与基因的差异表达模式相关。在叫声频率差异较大的比较中(喜马拉雅亚种vs.海南亚种,叫声频率差异为16.3 kHz;喜马拉雅亚种vs.东部亚种,叫声频率差异为13.4 kHz),对应发现的差异表基因数目也较多(喜马拉雅亚种vs.海南亚种,差异表达基因有799个;喜马拉雅亚种vs.东部亚种,差异表达基因有750个),而在叫声频率差异较小的比较中,对应发现的差异表基因数目也较少(东部亚种vs.海南亚种,其叫声频率差异为2.8 kHz,对应的差异表达基因只有39个)。其次,我们将同时出现在两组比较(喜马拉雅亚种vs.东部亚种;喜马拉雅亚种vs.海南亚种)中的252个差异表达基因确定为与亚种间叫声频率变异相关的候选基因。其中157个DEGs在喜马拉雅亚种中高表达,95个DEGs在喜马拉雅亚种中低表达。对这些差异表达基因进行基因本体(Gene Ontology)功能富集分析,共获得了6个显著的基因本体号(GO term)(FDR值小于0.05),但它们都与内耳发育和听力无关。与人或小鼠中发现的听力或耳聋基因进行比较时,发现了6个DEGs(FBXL15、GATA2、CLDN11、CKB、CCDC88C和SLC1A3)。其中,FBXL15可能是本论文中所发现的与听力频率变异最相关的候选基因,它在小鼠听觉脑干反应表型分析(ABR试验)中被证明与高频听力(24 kHz以上)显著相关。通过在5个具有不同叫声频率的菊头蝠类群中进行实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR)实验,发现在其中四个类群中该基因的表达水平可能与叫声频率的变异有关,该结论仍需将来在更多物种中进行验证。最后,我们发现本论文中67个差异表达基因也出现在马铁菊头蝠三个具有不同叫声频率地理种群间的耳蜗比较转录组研究中,其中包含4个本论文详细讨论的DEGs(GATA2、CKB、SLC1A3和CCDC88C)。本课题鉴定的6个差异表达基因可以作为与听力频率变异相关的候选基因,深入研究这些候选基因的功能和进化模式,将有助于理解自然界中普遍存在的复杂表型变异的产生机制。另外,在模式生物中对这些候选基因进行编辑和功能验证,或许能对人类耳聋中高频听力恢复的研究有所启示。