甲壳类动物神经肽的多样性与进化模式：对适应性、激动性及器官功能重要性的见解

《BMC Genomics》：Neuropeptide diversity and evolutionary patterns in crustaceans: insights into adaptations, agonism, and functional importance in organs

　　

摘要

背景

甲壳类动物在解剖结构、生理和行为适应方面表现出巨大的多样性，这些都促成了它们的进化成功，而神经肽是介导这些适应的重要调节因子。虽然特定动物群体和器官中某些神经肽家族的扩张通常反映了它们的适应性作用，但我们对它们在甲壳类动物中的多样性和进化的理解仍然不完整且代表不足，部分原因是以往的研究通常集中在有限的分类群和器官上，且缺乏跨越多个群体大规模的直接比较。本研究利用为 66 个神经肽家族构建的定制甲壳类谱系隐马尔可夫模型，通过转录组挖掘，检查了它们在四个甲壳类纲（鳃足纲、囊甲纲、六甲纲和软甲纲）之间、非攻击性与攻击性软甲纲动物之间，以及它们的三个感觉和神经内分泌器官中的多样性和进化模式。

结果

我们的结果揭示了某些甲壳类纲中神经肽家族的扩张通常与其进化适应相对应。具体而言，与渗透压调节和解毒相关的家族在囊甲纲和六甲纲中扩张；参与固着性发育的家族在囊甲纲中特异性扩张；对视觉和神经系统重要的家族在软甲纲中扩张。此外，七个神经肽家族，其中六个在性相关功能中发挥作用，可能参与调节软甲纲动物的攻击性。此外，某些神经肽家族在特定感觉和神经内分泌器官中显著更高的成员数量似乎表明它们在软甲纲的这些器官中具有更大的功能重要性。

结论

总之，本研究代表了首个跨越多个甲壳类分类群和器官的不同神经肽家族成员数量的大规模比较分析，为未来研究甲壳类动物生理和行为的神经肽调节提供了基础，对其生态和进化具有重要意义。