多倍体（polyploid）是指体细胞中含有三组以上染色体的个体。在生物课上，老师总是以植物为例来讲解多倍体。这是因为多倍体主要存在于植物界，动物多倍体是很罕见的。那么，你有没有想过这是为什么呢？实际上，由于缺乏合适的研究体系，这个问题一直没有得到明确的解答。

湖南师范大学、云南大学、中科院昆明动物所和Konstanz大学的研究人员最近搞定了这个问题。他们构建了理想的研究体系（金鱼和鲤鱼杂交系），揭示了多倍体中基因组互作对脊椎动物产生的影响。这项非常有意思的研究发表在一月十四日的美国国家科学院院刊pNAS杂志上，文章的通讯作者是云南大学和中科院昆明动物所的张亚平院士、湖南师范大学的刘少军教授和Konstanz大学的Axel Meyer。

在脊椎动物中，两个基因组结合的后果并不乐观，经常导致后代的死亡。幸运的是，研究人员发现金鱼（母本）和普通鲤鱼（父本）杂交可以成功繁殖22代。这种杂交系的头两代都是二倍体，再往后就是四倍体。人们可以在此基础上比较二倍体和多倍体的基因组差异。

研究人员通过RNA-seq分析向人们展示，二倍体和四倍体后代存在广泛的嵌合基因和直接突变。RNA-seq主要是将RNA转化为cDNA文库，然后进行直接测序。这种技术可对样本中所有转录本进行多重测序，不论是否存在参考基因组，都可以获得精确到碱基的整个转录组。随着测序成本的持续走低，RNA-Seq正迅速成为研究基因组表达的首选途径。（更多详细信息参见：从芯片到RNA-seq的转型之路）

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研究显示，金鱼（母本）与普通鲤鱼（父本）杂交的二倍体后代偏向于父本表达，而四倍体后代偏向于母本表达。一些嵌合基因和存在表达差异的基因，涉及了突变形成、突变修复、细胞周期和癌症相关通路。

研究人员指出，虽然一些多倍体后代能够在基因组异常的情况下存活下来，但多倍体脊椎动物存在转录组水平上的不稳定，这对它们是有害的。异源多倍体化影响了脊椎动物的基因组功能，而这一结论可以适应于所有其他动物。

张亚平院士主要从事基因组多样性研究，近5年来在Science、Nature、pNAS、pLos Genetics等国际刊物发表SCI文章100多篇。2015年年初，张亚平、孔庆鹏、吴东东、彭旻晟、孙昌等人完成的“基因组多样性与亚洲人群的演化”项目，获得了2014年度国家自然科学奖二等奖。他们以基因组多样性的分布格局及形成机制为视角，以亚洲人群为研究对象，紧紧围绕“亚洲人群源流历史和演化”这一核心目标，通过澄清亚洲人群的源流历史中悬而未决的重要科学问题、诠释人群对新环境适应的遗传学机制，总结出民族起源、迁徙及发展演化等过程中的一些重要特点和规律。（更多详细信息参见：盘点国家科学技术奖：基因组多样性与亚洲人群的演化）

2015年12月，张亚平院士领导的研究团队在Cell Research杂志上揭示了家犬在地球上的非凡旅程。他们收集了世界各地58个犬科动物的全基因组序列，并由此发现驯养狗起源于3.3万年前的东南亚。大约1.5万年前，一部分祖先狗开始迁移到中东、非洲和欧洲，在大约1万年前到达欧洲。走出亚洲的其中一个谱系后来又回到东方，在迁移至新大陆之前与中国北部的地方性亚洲谱系形成了一系列混杂种群。（更多详细信息参见：张亚平院士Cell Research发表基因组研究重要成果）

作者简介：

张亚平 博士，研究员，中国科学院院士，发展中国家科学院院士。现任中国科学院副院长、昆明动物研究所遗传资源与进化国家重点实验室主任和分子进化与基因组多样性学科组负责人；兼任中国遗传学会和中国动物学会副理事长，国际重要刊物Genome Biology and Evolution、Animal Genetics副主编，Human Molecular Genetics、Scientific Reports编委。2008年作为首席科学家发起了国际生命条形码――中国计划，并使中国成为国际生命条形码计划四个中心节点中唯一的亚洲国家。

刘少军，1962年生，男，博士，二级教授，博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者，湖南省“芙蓉学者”特聘教授，湖南省科技领军人才，全国优秀科技工作者，全国优秀教师，教育部跨世纪优秀人才，湖南省优秀中青年专家，国务院政府特殊津贴享受者，湖南省五一劳动奖章获得者；中国水产学会理事，中国海洋湖沼学会理事，湖南省水产学会副理事长，中国水产学会生物技术专业委员会副主任委员，湖南省水产品种审定委员会副主任委员；1998-1999年由国家留学基金委公派到法国从事一年的鱼类分子生物学工作；现任湖南鱼类遗传育种中心主任，蛋白质组学与发育生物学省部共建国家重点实验室培育基地主任，蛋白质化学及鱼类发育生物学教育部重点实验室主任，教育部“多倍体鱼繁殖及育种”工程研究中心主任，湖南省“生物发育工程及新产品研发协同创新中心”主任，湖南省生物研究所所长兼湖南师大生科院副院长。

生物通编辑：叶予

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