Cell Reports | “借来的色素基因”让它与众不同？

基因渐渗推动鸫类羽色演化与物种分化

作者：姜川

物种之间的杂交渐渗并不仅会模糊物种的界限。来自另一个物种的遗传变异，有时也可能成为产生新性状、推动种群分化乃至物种形成的重要力量。

近日，我院李波副教授和中山大学刘阳教授联合团队在Cell子刊Cell Reports发表题为“Introgression catalyzing plumage evolution and speciation in an Asian songbird complex”的研究论文，揭示了种间基因渐渗如何推动近缘鸫类羽色演化与基因组分化。该研究由姜川硕士学位论文《三种鸫科鸟类基因组遗传分化的研究》整理而成。

研究聚焦于东亚地区近缘鸫类——红尾斑鸫（Turdus naumanni）、斑鸫（T. eunomus）和赤颈鸫（T. ruficollis）（图1）。研究团队首先构建了红尾斑鸫染色体水平参考基因组，并结合三个物种共66个个体的全基因组重测序数据，系统分析了它们的种群历史、基因组分化及种间基因适应性渐渗格局。

图1 三种鸫的分布区、种群动态以及遗传结构

（斑鸫T. eunomus、红尾斑鸫T. naumanni、赤颈鸫T. ruficollis）

研究发现，红尾斑鸫与斑鸫虽然羽色差异十分明显，但二者的全基因组尺度的分化程度却极低，显著分化主要集中在少数局部“基因组岛”中（图2）。

图2 杂交检测揭示赤颈鸫与红尾斑鸫之间的基因渗入

渐渗方向主要发生在赤颈鸫向红尾斑鸫方向，且这些渐渗区域在不同的个体间表现出异质性，呈现出不同个体具有这些渐渗区域不同子集的模式，但所有个体都共同在三个基因组岛屿表现出渐渗信号（图2）。

图3 斑鸫、红尾斑鸫和赤颈鸫之间的基因组分化模式

更有意思的是，红尾斑鸫和斑鸫的高分化区域与赤颈鸫向红尾斑鸫渐渗的基因组区域高度重合：去除这些渗入区域后，红尾斑鸫和斑鸫几乎无法在基因组层面被区分（图3）。

图4 三个色素基因涉及的细胞通路图及基因组演化特征

在这些关键渐渗区域中，研究团队进一步锁定了位于17号染色体ASIP和位于2号染色体OCA2和HERC2三个与黑色素合成和调控密切相关的基因（图3、4）。这三个基因具有明显的渗入信号，并在红尾斑鸫中表现出正选择和衍生特征，很可能共同促进了红尾斑鸫的红褐色羽色形成。

这些结果揭示了一条有趣的演化路径：

赤颈鸫的遗传变异渗入了红尾斑鸫-斑鸫祖先种群，包含羽色相关基因在内的基因组区域受到选择，促使红尾斑鸫与斑鸫在局部基因组区域和羽色上快速分化。

本研究表明，适应性渗入能够同时推动基因组分化和表型创新，是促进快速演化与生物多样性形成的一种重要机制。

论文信息：我院优秀毕业生（现中山大学生态学院2025级博士生）姜川为论文第一作者，我院李波副教授与中山大学生态学院刘阳教授为论文共同通讯作者，我院徐艳春教授、马跃工程师、白素英副教授等为共同作者。本研究得到科技部、教育部、国家自然科学基金等的科研项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2026.118108

第一作者介绍

姜川，中山大学生态学院在读博士研究生，曾获研究生国家奖学金，2025年入选“中国科协青年科技人才培育工程博士生专项计划”，已在Science、Cell Reports、Zoological Research、iScience等期刊发表SCI论文14篇、中文核心1篇，其中第一作者9篇，主要研究方向为保护基因组学与物种形成基因组学。