（生态学专业论文）翼手目维生素c合成系统进化研究.pdf

2 011g r a d u a t eo fd i s s e r t a t i o nf o rp hd u n i v e r s i t yn - 1 0 2 6 9 s t u d e mn ：5 2 0 81 3 0 0 0 2 9 e a s tc h i n an o r m a lu n i v e r s i t y e v o l u t i o n a r ys t u d yo n v i t a m i nc s y n t h e s i s of c h i r o p t e r a n s d e p a r t m e n t ： m a j o r ： s u p e r v i s o r s ： s t u d e n t ：j i ec u i f i n i s ho n a p r i l ，2 0 11 | 崔盎博士学位论文答辩委员会成员名单 姓名职称单位备注 钟扬教授复旦大学主席 王升跃教授国家人类基因组南方研究中心 王天厚教授华东师范大学 陈小勇教授华东师范大学 朱瑞良教授华东师范大学 一 翼手目维生素c 合成系统进化研究系本人在华东师范大学攻读学位期 间在导师指导下完成的硕士诧盎( 请勾选) 学位论文，本论文的研究成果归华 东师范大学所有。本人同意华东师范大学根据相关规定保留和使用此学位论文， 并向主管部门和相关机构如国家图书馆、中信所和“知网”送交学位论文的印刷 版和电子版；允许学位论文进入华东师范大学图书馆及数据库被查阅、借阅；同 意学校将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学 位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。 本学位论文属于( 请勾选) () 1 经华东师范大学相关部门审查核定的“内部 或“涉密”学位论文 ，于年 月 日解密，解密后适用上述授权。 ( 2 不保密，适用上述授权。 导垒生塑 本 鲔鸯、 和1 年月9 日 “涉密”学位论文应是已经华东师范大学学位评定委员会办公室或保密委员会审定 过的学位论文( 需附获批的华东师范大学研究生申请学位论文“涉密”审批表方 为有效) ，未经上述部门审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认 为公开学位论文，均适用上述授权) 。 - 摘要 维生素c 是脊椎动物体一种不可或缺的营养成分，它能够保护机体免除氧化 损伤，缺乏维生素c 能够导致机体坏血病。大部分的动物能够以葡萄糖为原料经 由一系列的酶催化反应合成自身所需的维生素c 。在爬行动物和低等鸟类中，维 生素c 的合成是在肾脏中进行的；而在高等的鸟类和哺乳动物中，维生素c 的合 成发生在肝脏中。 动物丧失维生素c 合成能力的现象是很罕见的。灵长类的类人猿亚目，如人 类和大猩猩，是不能够合成维生素c 的，而较原始的原猴亚目，如懒猴和狐猴， 仍然保留这种合成能力；豚鼠同样也不能合成维生素c ，然而其它啮齿目动物如 大鼠、小鼠等式能够正常合成的；另外鸟类中比较高等的雀形目也出现了维生素 c 合成能力丧失的现象。这些物种之所以不能合成维生素c ，是因为它们的体内 都缺乏一种负责维生素c 合成最后一步的关键酶一一古洛糖酸内酯氧化酶 ( g u l o ) 。在人和豚鼠中，编码该酶的基因g 觇d 积累了很多有害突变，发 生了假基因化。 前人的研究表明，所有蝙蝠，无论是食虫的还是食果的，由于体内缺乏 g u l o ，无法自身合成维生素c 。这些文章的研究对象主要针对新大陆蝙蝠物种， 并且缺乏相关基因信息的研究。因此我们设计了一系列的包括从分子克隆、蛋白 质表达、酶活性鉴定以及g u l o 基因进化分析的实验来系统的研究蝙蝠该基因的 丧失情况。研究对象包括旧大陆蝙蝠中的两种食果蝙蝠( 棕果蝠和犬蝠) 以及两 种食虫蝙蝠( 大蹄蝠和马铁菊头蝠) 。结果确出乎我们的意料。我们克隆到了棕 果蝠和大蹄蝠全长g u l o 编码基因，并且该基因在两个物种中都有正常的m r _ n a 表达。另随后进行的蛋白质表达检测发现棕果蝠和大蹄蝠能够正常表达g u l o 蛋 白，而犬蝠和马铁菊头蝠同样也有蛋白水平表达，但是表达量较弱。g u l o 活性 检测实验表明棕果蝠和大蹄蝠表达的g u l o 蛋白具有酶活性，而犬蝠和马铁菊头 蝠却丧失了酶活性。基因进化分析显示，棕果蝠和大蹄蝠的g u l o 基因处于强烈 的纯化选择，与其基因仍然保留功能相一致，而对于丧失g u l o 活性的马来大狐 蝠，该基因却处于松弛选择的状态，符合其基因丧失功能的特性。 2 r i - _ i 、 接下来的大规模的蝙蝠g u l o 基因测序以及进化分析显示，该基因的功能丧 失在蝙蝠中是以一种阶段性的加速进化方式进行的。蝙蝠的总体基因选择压力高 于劳亚大陆祖先1 2 至5 4 倍之多。狐蝠属的基因选择压力最高，接近于中性进化， 表明其基因丧失功能开始与较早的时间( 可能在3 百万年左右的祖先状态就已经 开始了) ，其它蝙蝠的基因选择压力相对较低( 纯化选择) ，表明其基因功能丧失 是最近才发生的。 综上所述，我们的研究结果推翻了5 0 年来人们对于蝙蝠不能合成维生素c 的错误认识，更重要的是，我们揭示了一种基因( a u z o ) 及其功能丧失的过程， 并在此基础上首次提出了一个新的概念假基因的过程化，并且揭示了蝙蝠 g 观d 基因的功能丧失模式阶段性的加速进化。因此，我们的研究结果无论 对于研究维生素c 生物化学途径的科研工作者，还是对于研究假基因化的进化学 家而言都具有重大意义。 关键词：维生素c ，古洛糖酸内酯氧化酶，功能丧失，假基因的过程化，阶段 性加速进化，蝙蝠 _ _ a bs t r a c t v i t a m i nc c ) ( o rl a s c o r b i ca c i d ) i sa ne s s e n t i a ln u t r i e n tf o ra l lv e r t e b r a t e s ， w h i c hp r o t e c t st h eb o d ya g a i n s to x i d a t i v es t r e s s l a c ko fv i t a m i nc a u s e st h ed i s e a s e s c u r v yi no r g a n i s m t h ev a s tm a j o r i t yo fa n i m a l sa r ea b l et os y n t h e s i z et h e i ro w n v e d en o v o ，t h r o u g has e q u e n c eo fe n z y m e d r i v e ns t e p s ，w h i c hc o n v e r tg l u c o s et ov e i n r e p t i l e sa n db i r d si nl o w e ro r d e r st h eb i o s y n t h e s i si sc a r r i e do u ti nt h ek i d n e y s ；i n b i r d si nh i d e ro r d e r sa n dm a m m a l si ti ss y n t h e s i z e di nt h el i v e r s l o s so fv cs y n t h e s i sa b i l i t yi sr a r ei na n i m a l s a m o n gt h ep r i m a t e st h a th a v el o s t t h ea b i l i t yt os y n t h e s i z ev ca r eh u m a n sa n dc h i m p a n z e e se t c ，w h i c ht o g e t h e rm a k e u po n e o ft w om a j o rp r i m a t es u b o r d e r s ，t h ea n t h r o p o i d e a , a l s oc a l l e dh a p l o r r h i n i ，a n d t h eo t h e rm o r ep r i m i t i v ep r i m a t e s ( s t r e p s i r r h i n i ) i e 1 0 r i s e sa n dl e m u r sh a v e m a i n t a i n e dt h ea b i l i t yt om a k ev c s y n t h e s i sa l s od o e sn o to c c u ri ng u i n e ap i g si nt h e r o d e n tf a m i l yc a v i i d a e ，b u to c c u r si no t h e rr o d e n t s ( r a t sa n dm i c e ，f o re x a m p l e ) a n da n u m b e ro fs p e c i e so fp a s s e r i n eb i r d sa l s od on o ts y n t h e s i z e ，b u tn o ta l lo ft h eb i r d s f o rt h es p e c i e st h a td on o ts y n t h e s i z ev cd er t o v o ，t h e ya l ll a c kt h el g u l o n o l a c t o n e o x i d a s e ( g u l o ) e n z y m e ，w h i c hi sr e q u i r e di nt h el a s ts t e po fv cs y n t h e s i s a n o n - f u n c t i o n a lg u l og e n ew h i c ha c c u m u l a t e sm a n yh a r m f u lm u t a t i o n sl e a d i n gt o p s e u d o g e n i z a f i o ni sp r e s e n ti nt h eg e n o m e so f t h eg u i n e ap i g sa n dh u m a n s p r e v i o u sr e s e a r c h e ss u g g e s t e dt h a ta l lb a t si n c l u d i n gi n s e c ta n df r u i t e a t i n g s p e c i e sh a v eb e e nr e p o r t e dt ol o s ev es y n t h e s i sf o rl a c ko fg u l oi nt h e i rb o d i e s h o w e v e r , t h e s es t u d i e sw e r ef o c u s e do nn e ww o r l ds p e c i e sa n dt h e r ei s al a c ko f g u l og e n ei n f o r m a t i o ni nb a t s t ov e r i f yt h el o s s - o f - f u n c t i o no fg u l oi nb a t s ，w e d e s i g n e d as e r i e so fe x p e r i m e n t s c o v e r i n gm o l e c u l a r , p r o t e i n , e n z y m e a n d e v o l u t i o n a r yr a t el e v e l s o u re x p e r i m e n t a lt a r g e t si n c l u d ef o u ro l dw o r l ds p e c i e s ：t w o f r u g i v o r o u sb a t s t h el e s c h e n a u l t sr o u s e t t e ( r o u s e t t u sl e s c h e n a u l t i oa n dt h eg r e a t e r s h o r t - n o s e df r u i tb a t ( c y n o p t e r u ss p h i n x ) 】a n dt w oi n s e c t i v o r o u sb a t s t h eg r e a t r o u n d l e a fb a t ( h i p p o s i d e r o sa r m i g e r ) a n dt h eg r e a t e rh o r s e s h o eb a t ( r h i n o l o p h u s 4 _ - t k _ ( ， f e r r u m e q u i n u m ) t oo u rs u r p r i s e ，t h eg u l og e n e so f r 1 e s c h e n a u l h ia n d 且a r m i g e r a r ei n t a c ta n dh a v er e g u l a rm r n a e x p r e s s i o n s w e s t e r nb l o t t i n ga s c e r t a i n st h a ta l l f o u rb a ts p e c i e sh a v eg u l oe x p r e s s i o n , i nw h i c hr 1 e s c h e n a u l t i ia n d 且a r m i g e r h a v en o r m a le x p r e s s i o n sh o w e v e rcs p h i n xa n dr f e r r u m e q u i n u mh a v ew e a k e x p r e s s i o n s i n t e r e s t i n g l y , v ea c t i v i t ya s s a yv e r i f i e st h a t 尼l e s c h e n a u l t i ia n dh a r m i g e rh a v en o r m a lg u l o a c t i v i t i e sb u tc s p h i n xa n dr f e r r u m e q u i n u mh a v en o f u n c t i o n s o u re v o l u t i o n a r ya n a l y s i ss u g g e s t st h a tg u l og e n e so f 尼l e s c h e n a u l t i i a n d 月：a r m i g e ra r eu n d e rs t r o n gp u r i f y i n gs e l e c t i o n , c o r r e l a r a t i n gw i t ht h e i rg e n e f u n c t i o n ，b u tf o rt h el a r g ef l y i n gf o x ( p t e r o p u sv a m p y r u s ) ( w h i c hl o s e sv cs y n t h e s i s a b i l i t y ) i t sg e n eh a sb e e ns u b j e c t e dt or e l a x e ds e l e c t i o n , w h i c hc o r r e l a t e sw i t hi t s l o s s - o f - f u n c t i o n t h ef o u o w i n gl a r g e s c a l es e q u e n c i n go fb a tg u l o g e n e sa n dt h ee v o l u t i o n a r y a n a l y s e ss u g g e s tt h a tl o s s o f - f u n c t i o no fg u l oi n b a t sf o l l o w st h ep a t t e r no f s t e p - w i s ea c c e l e r a t e de v o l u t i o n t h ew h o l ee v o l u t i o n a r yr a t e so fb a t sa r e 12t o 5 4 一f o l dh i g h e rt h a nt h ea n c e s t o ro fl a u r a s i a t h e r i as p e c i e s t h eg u l oo fp t e r o p u s b a t sh a v et h eh i g h e s te v o l u t i o n a rr a t ea n di sc l o s et ob en e u t r a le v o l u t i o n , w h i c h s u g g e s t sa ne a r l yt i m ef o rt h e i rl o s s - o f - f u n c t i o n ( p r o b a b l ys t a r t e da ta r o u n d3m i l l i o n y e a r sa g o ) o t h e rb a tg e n e se x h i b i tr e l a t i v el o we v o l u t i o n a r yr a t e s ，s u g g e s t i n gt h e i r l o s so c c u r r e dr e c e n t l y i ns u m m a r y , o u rr e s u l t sc h a n g ea5 0y e a rl o n g h o l dc o n c e p tt h a tb a t sc a n n o t s y n t h e s i z ev ca n dm o s ti m p o r t a n t l yu n c o v e rt h ep r o c e s so fg e n ep s e u d o g e n i z a t i o n a n dc o m eu pw i t ha nn e wc o n c e p ti n e v o l u t i o n a r yb i o l o g y p r o g r e s s i v e p s e u d o g e n i z a t i o na n du n c o v e rt h ep a = t t e mo fl o s s - o f - f u n c t i o n s t e p - w i s ea c c e l e r a t e d e v o l u t i o n ，w h i c hw i l lb eo fi n t e r e s tn o to n l yt os c i e n t i s t sw o r k i n g0 1 1t h eb i o c h e m i c a l p a t h w a y sa s s o c i a t e dw i t hv cs y n t h e s i sb u ta l s ot oe v o l u t i o n a r yb i o l o g i s ti ng e n e r a l w h oa r ei n t e r e s t e di nh o wa d a p t a t i o n sm a yb el o s to v e rt i m e 5 一 一 _ ( | 目录 摘要2 a b s t r a c t 4 第一章文献综述8 第一节翼手目概述8 第二节脊椎动物维生素c 合成能力研究进展1 4 一维生素c 。1 4 二维生素c 合成能力进化研究进展2 0 第三节翼手目古洛糖酸内酯氧化酶研究进展2 4 第二章材料和方法2 8 第一节实验材料2 8 第二节实验方法2 9 一蝙蝠g 观d 基因克隆2 9 二兔抗蝙蝠g u l j o 多克隆抗体的制备2 9 三蝙蝠g u l o 蛋白质免疫印迹3 5 四蝙蝠a 几o 活性分析3 7 五进化分析3 8 第三章结果。4 2 第一节蝙蝠g 阮d 基因4 2 第二节兔抗蝙蝠g u l o 多克隆抗体4 3 一b a t g u l o 表达载体的构建4 3 二b a ：t g 幻融合蛋白的表达及纯化4 6 第三节蝙蝠g i 几o 蛋白质免疫印迹4 8 第四节蝙蝠g u l o 活性分析4 9 第五节蝙蝠g u l o 基因进化分析5 4 第四章翼手目g u l o 进化研究5 8 第一节蝙蝠g u l o 基因克隆5 8 第二节蝙蝠g u l o 基因进化分析6 1 第三节翼手目g u l o 基因功能丧失的意义6 8 第五章讨论7 0 第一节蝙蝠维生素c 合成研究。7 0 第二节维生素c 合成能力的进化7 1 第六章结论7 6 参考文献7 7 附录8 7 附录一：发表文章8 7 附录二：致谢8 8 7 第一章文献综述 第一节翼手目概述 翼手目( c h i r o p t e r a ) ，俗称蝙蝠，是一种分布广泛的、夜行性的、唯一具备 飞翔能力的哺乳动物。蝙蝠十分长寿，许多温带的小蝙蝠寿命长达2 0 年以上， 据报道，小棕蝠可活3 5 年之久，然而小棕蝠的平均体重仅为7 克。因此与其体 型大小相似的物种相比，蝙蝠是生命周期最长的动物之一。蝙蝠起源古老，可以 追溯到6 5 0 0 万年前( t e e l i n ge ta 1 2 0 0 5 ) 。蝙蝠的物种多样性十分丰富，是兽类中 仅次于啮齿类的第二大类群，现存1 1 0 0 多种( s i m m o n s2 0 0 5 ) 。关于蝙蝠的分类 是长期以来学者一直争议的焦点。基于形态学特征差异的传统分类将现存蝙蝠分 为两大类：大蝙蝠亚目( m e g a c h i r o p t e r a , m e g a b a t ) 和小蝙蝠亚目 ( m i c r o c h i r o p t e r a , m i c r o b a t ) 。前者仅包括一个科一狐蝠科( p t e r o p o d i d a e ) ，现存 1 8 0 多种。该科蝙蝠由于主要以果实为食，也被蝙蝠研究者称做果蝠( f r u g i v o r o u s b a t ) ，并且这类蝙蝠仅分布于旧大陆，因此也称为旧大陆果蝠( o l dw o r l d f r u g i v o r o u sb a t ) 。小蝙蝠亚目的成员几乎分布于全世界各地，种类繁多，有1 0 0 0 多个物种，可分为1 7 个科( s i m m o n s2 0 0 5 ) ：分别是蹄蝠科( h i p p o s i d e r i d a e ) ，菊 头蝠科( r h i n o l o p h i d a e ) ， 凹脸蝠科 ( c r a s e o n y c t e r i d a e ) ， 鼠尾蝠科 ( r h i n o p o m a t i d a e ) ，假吸血蝠科( m e g a d e r m a t i d a e ) ，夜凹脸蝠科( n y c t e r i d a e ) ， 兔唇蝠科( n o c t i l i o n i d a e ) ，髯蝠科( m o r m o o p i d a e ) ，叶口蝠科( p h y l l o s t o m i d a e ) ， 短尾蝠科( m y s t a c i n i d a e ) ，蝙蝠科( v e s p e r t i l i o n i d a e ) ，烟蝠科( f u r i p t e r i d a e ) ，犬 吻蝠科( m o l o s s i d a e ) ，盘翼蝠科( t h y r o p t e r i d a e ) ，吸足蝠科( m y z o p o d i d a e ) 和长 腿福科( n a t a l i d a e ) 。小蝙蝠的食性复杂，虽然大多数是以昆虫为食，其中不乏一 些物种出现食性特化，例如叶口蝠就是食性多样化，有食植物果实的( 美洲果 蝠) 、有食血的( 吸血蝠) 、有食花蜜或花粉的( 长舌叶鼻蝠) ，也有食蛙的( 缨唇 蝠) 。 上述基于形态学特征的分类体系在相当长的时间内得到了传统生态学家的 认可，例如大蝙蝠的体型较小蝙蝠大的多；大蝙蝠的眼睛通常有反光色素层，小 蝙蝠几乎没有；大蝙蝠的牙齿简单，而小蝙蝠的牙齿复杂，齿尖呈w 型；大蝙 蝠不具备回声定位的能力，而小蝙蝠有发达的回声定位；大蝙蝠的耳结构简单， 小蝙蝠的耳高度特化，有大的耳蜗等( a l t r i n g h a m1 9 9 6 ) 。然而，随着分子生物学 的发展，越来越多的分子证据表明，小蝙蝠并非单系起源的( m o n o p h y l e f i e ) ( e i c k e ta 1 2 0 0 5 ；h o o f e ra n dv a nd e nb u s s c h e2 0 0 1 ；m u r p h ye ta 1 2 0 01 ；s p r i n g e re ta 1 2 0 0 1 ；t e e l i n ge ta 1 2 0 0 2 ；t e e l i n ge ta 1 2 0 0 0 ；t e e l i n ge ta 1 2 0 0 5 ) 。最近的分子系统 发生分析表明大蝙蝠和部分小蝙蝠( 蹄蝠科、菊头蝠科、假吸血蝠科、鼠尾蝠科 和凹脸蝠科) 是姐妹群关系，并且形成一个大的单系群，称之为y i n p t e r o c h i r o p t e r a 亚目，其它的小蝙蝠形成另外一个大的单系群，y a n g o c h i r o p t e r a 亚目( t e e l i n g e t a 1 2 0 0 5 ) ( 图1 1 ) 。 rhynchonyctedstaphozousi ，幻量研删 i 一 l 一 1t p - q a r t b e u s a r 瞻u r i d e s r n o c l u s p t e r o n o f u s n o c t 自r o f u r 纠o l f j 8 7 b y r o p t e m m y s t a c m m y z o p o d a a n t r o z o u s r h o g e e s s a m y m b t a d a r l d a e u m o p s n a m i u s 图1 1 翼手目系统分类树与起源时间( 百万年为单位) 。 9 n o c t l l o r m i d n 暖泊嘲 l手譬亲王a口彳叠i 一 一一 一一一一 簪3口8了要叠 龇冉h 矗目刚嗍 v _ 嚣m f i g 1 1p h y l o g e n yo ft h eo r d e rc h i r o p t e r aa n do r g i n a t i o nt i m e ( m i l l i o ny e a r sa g o ， m y a ) 该新的蝙蝠分类系统产生了一个新的问题：回声定位是如何起源的? 基于传 统的分类，回声定位是单起源的，是在所有小蝙蝠的共同祖先中进化出来的一种 能力；而所有大蝙蝠拥有一个共同祖先，并且该祖先没有进化出回声定位能力。 而另一方面，基于新的分子系统分类，大蝙蝠与部分回声定位的小蝙蝠拥有一个 共同的祖先，而其它小蝙蝠有另外一个共同祖先，那么回声定位能力从逻辑上来 讲是分两次独立进化出来( 一次发生在y m p t e r o c h i r o p t e r a 亚目中的小蝙蝠祖先， 另一次发生在y a n g o c h i r o p t e r a 亚目的祖先) ，抑或是该能力只起源了一次( 所有 y m p t e r o c h i r o p t e r a 以及y a n g o c h i r o p t e r a 亚目蝙蝠的共同祖先) ，然而却在大蝙蝠 中丧失了。以上两种观点也是大部分学者争论的焦点( e i e ke ta 1 2 0 0 5 ；h u t c h e o n e ta 1 1 9 9 8 ；j o n e sa n dh o l d e r i e d2 0 0 7 ；j o n e sa n dt e e l i n g2 0 0 6 ；l ie ta 1 2 0 0 8 ； s p r i n g e re ta 1 2 0 01 ；t e e l i n g2 0 0 9 ；t e e l i n ge ta 1 2 0 0 2 ；t e e l i n ge ta 1 2 0 0 0 ) 。 那么，什么是回声定位呢? 简单的说，就是指某些动物能通过口腔或鼻腔把 从喉部产生的超声波发射出去，利用折回的声波来空间定向的方法。回声定位动 物能对自己发出的声波返回的回声过程进行分析，并得到一个周围环境的声音图 像，从而精确的捕食、躲避等( t h o m a se ta 1 2 0 0 3 ) 。回声定位并非蝙蝠独有，鲸 类( 鲸鱼和海豚) 、食虫兽类( 马岛猬和嗣黯) 和一些鸟类同样具备这种能力。例 如近年来有学者提出了回声定位蝙蝠与鲸鱼有趋同进化( c o n v e r g e n te v o l u t i o n ) 或平行进化( p a r a l l e le v o l u t i o n ) 】的特征，特别是用p r e s t i n 基因氨基酸序列作系 统发育树会出现蝙蝠与鲸鱼聚在一起的情况皿ie ta 1 2 0 1 0 ；l i ue ta 1 2 0 1 0 ) 。回声 定位蝙蝠的喉部能产生每秒高于2 0 0 次的超声波，短暂而高效( p o l l a ka n d c a s s e d a y1 9 8 9 ) 。并且有报道十分保守的说话基因_ f o x p 2 在回声定位蝙蝠中 出现加速进化的现象正ie ta 1 2 0 0 7 ) ，侧面证实了蝙蝠的回声定位更加发达。 有必要介绍一下蝙蝠的回声定位尝试。通常蝙蝠的回声定位分为两种，一种 是调频( f r e q u e n c ym o d u l a t e d , f m ) ，另外一种是恒频( c o n s t a n tf r e q u e n c y ，c f ) 1 0 ( m o s sa n ds i n h a2 0 0 3 ) 。而另外的一种分类方法将回声定位分为3 种：宽频 ( b r o a d b a n d ) 、窄频( n a r r o w b a n d ) 和具有多普勒频移补偿效应( d o p p l e r - s h i r c o m p e n s a t i o n , d s c ) 的恒频( s c h n i t z l e re ta 1 2 0 0 3 ) 。然而最新的研究结果表明 ( j o n e sa n dt e e l i n g2 0 0 6 ) ，蝙蝠的叫声可以分为以下8 种类型：无回声定位( n o e c h o l o c a t i o n ) ，如大蝙蝠大多数都不能进行回声定位；短暂的舌击( b f i e e b r o a d b a n dt o n g u ec l i c k ) ，如大蝙蝠中的棕果蝠属( r o u s e t t u s ) ；低次谐波主导的窄 频( n a r r o w b a n d ，d o m i n a t e db yf u n d a m e n t a lh a r m o n i c ) ，代表物种有蝙蝠科、犬吻 蝠科成员；多次谐波主导的窄频( n a r r o w b a n d , m u l t i h a r m o n i c ) ，代表物种为凹脸 蝠科、鼠尾蝠科、翘尾蝠科、髯蝠科和盘翼蝠科；低次谐波主导的短暂的宽频 ( s h o r t , b r o a d b a n d ，d o m i n m e db yf u n d a m e n t a lh a r m o n i c ) ，代表类群为蝙蝠科的成 员；多次谐波主导的短暂的宽频( s h o r t ，b r o a d b a n d ，m u l t i h a r m o n i c ) ，代表类群分 布在多个科中，如假吸血蝠科、夜凹脸蝠科、叶口蝠科、短尾蝠科、蝙蝠科和长 腿蝠科。因此这种叫声是多次起源的；长时程的宽频( l o n g ，b r o a d b a n d ， m u l t i h a r m o n i c ) ，这种叫声只有马达加斯加特有的吸足蝠( m y z o p o d aa u r i t a ) 中有 报道；恒频( c o n s t a n tf r e q u e n c y ) ，代表类群有菊头蝠、蹄蝠科、髯蝠科和兔唇蝠 科。 蝙蝠的诸多特征，如群居，飞翔，长距离迁徙，寿命长等使得它们作为自然 诉诸能够持续感染并携带某些病毒，例如类s a r s 冠状病毒( l a u e ta 1 2 0 0 5 ；l ie t a 1 2 0 0 5 ) ，亨德拉病毒，尼帕病毒0 三n s e r i n k2 0 0 0 ；h a l p i ne ta 1 2 0 0 0 ) ，埃博拉病 毒( l e r o y e ta 1 2 0 0 5 ) ，以及乙脑病毒( c u ie ta 1 2 0 0 8 ) 等，成为一个天然的病毒 库( 表1 1 ) ( 崔杰2 0 0 8 ) ，并且成为多种新发传染病的重要宿主( c a l i s h e re ta 1 2 0 0 6 ) 。 表1 1 蝙蝠携带新爆发以及重新爆发的病毒。 t a b l e1 1t h ee m e r g i n go rr e e m e r g i n gv i r u s e sc a r r i e db yb a t s 弹状病毒科狂犬病毒属 r a b i e sv i r u s l a g o sb a tv i r u s d u v e n h a g ev i r u s a u s t r a l i a nb a tl y s s a v i r u s e u r o p e a nb a tl y s s a v i m s1 e u r o p e a nb a tl y s s a v i r u s2 a r a v a nv i r u s k h u j a n dv i r u s i r k u tv i r u s w e s tc a u c a s i a nb a tv i r u s 正粘病毒科 i n f l u e n z aav i r u s 副黏病毒科 h e n d r av i r u s n i p a hv i r u s 流感病毒属 亨尼帕病毒属 副黏病毒科禽腮腺炎病毒属 m a p u e r a v i r u s m e n a n g l ev i r u s t i o m a nv i r u s 冠状病毒科 s a r s 1 i k ec o r o n a v i r u s 披膜病毒科 c h i k u n g u n y av i r u sb s i n d b i sv i r u s 冠状病毒属 甲病毒属 v e n e z u e l a ne q u i n ee n c e p h a l i t i sv i r u s 黄病毒科黄病毒属 b u k a l a s ab a tv i r u s c a r e yi s l a n dv i r u s n e p u y ov i r u s 一 一 布尼亚病毒科 h a n t a a nv i r u s 布尼亚病毒科 汉坦病毒属 白蛉热病毒属 、 r i f tv a l l e yf e v e rv i r u s t o s c a n av i r u s 呼肠孤病毒科环状病毒 i f ev i r u s j a p a n a u tv i r u s 1 3 f o m e d ev i r u s 呼肠孤病毒科正呼肠孤病毒属 n e l s o nb a yv i r u s p u l a uv i r u s b r o o m ev i r u s 注：引自崔杰硕士毕业论文( 崔杰2 0 0 8 ) 。 以上是关于蝙蝠极其特点的概述。关于本文进行的蝙蝠维生素c 合成研究， 以前学者的相关报道较少，相关内容在下面两节会进行详细介绍。 第二节脊椎动物维生素c 合成能力研究进展 维生素c ( v i t a m i nc ，v c ) 具有抗氧化、抗胁迫、提高免疫力、促进伤口愈合、 辅酶等多种重要的生物学功能，是脊椎动物生长和发育不可缺少的营养物质。大 部分得脊椎动物自身具备维生素c 合成能力，可以以葡萄糖为原料经过一系列 的酶催化反应合成抗坏血酸。在漫长的进化历史中，有些物种由于缺乏了维生素 c 合成的最后一步关键酶古洛糖酸内酯氧化酶( l g u l o n o l a c t o n eo x i d a s e ， g u l o ) 从而丧失了自身合成维生素c 的能力，必须从食物中摄取以满足机体需 要。下面对维生素c 的基本概念以及相关的进化研究做以下综述。 一维生素c 维生素c ( v i t a m i nc ，a s c o r b i ca c i d ) 又称为l 抗坏血酸，是一种水溶性维生 素。食物中的维生素c 被机体小肠吸收，迅速分布到体内所有水溶性结构中。 正常情况下，维生素c 绝大部分在体内经过代谢分解成草酸或与硫酸结合生成 抗坏血酸2 硫酸，由尿排出；另一部分可以直接由尿排出体外。维生素c 的发 现历史比较早。远古时代，人们就已经知道摄取新鲜蔬菜或生肉能够预防疾病。 1 4 对维生素c 的综述比较常见，常引用于进行维生素c 合成研究的论文中( 韩颖 达2 0 0 7 ；冯文亮2 0 0 8 ) ，现综述如下。 坏血病是缺乏维生素c 引起的症状，在几百年前被称作不治之症，死亡率极 高( h t t p ：b a i k e b a i d u c o m v i e w 1 2 6 7 5 9 0 h t m ) 。缺乏维生素c 的时候，机体组织 的胶原质会变得不稳定而无法正常发挥功能。坏血病的症状是皮肤出现红色斑 点，海绵状的牙龈，粘膜出血。患者脸色苍白，神情沮丧，甚至无法自行活动； 严重的出现开放性的溃烂伤口，最终导致死亡。 第一次试图使用科学依据判断该病的病因是一位英国皇家海军的外壳医生 詹姆士林德( h t t p ：b a i k e b a i d u c o m v i e w 1