（生态学专业论文）蝙蝠苦味受体基因的进化.pdf

1，l 2 010m a s t e rd i s s e r t a t i o n s c h o o lc o d e ： s t u d e n tc o d e ： 1 0 2 6 9 5 1 0 7 1 3 0 0 0 9 1 e a s tc h i n an o r m a l u n i v e r s i t y e v o l u t i o no ft 2 r sg e n e si nb a t s a c a d e m y ： m a j o r ： r e s e a r c hd i r e c t i o n ： t u t o r ： m a s t e rd e g r e es t u d e n t ： s c h 0 0 1o f1 i f es c i e n c e 坠q ! q g y m o l e c u l a re v o l u t i o n m a y , 2 0 1 0 帅1 1 1 1 1 i l l 1 1 1 1 1 1 1 1 1iilll1111111111ililllllll 1 1 i i i 帆 华东师范大学学位论文原创性声明 y 1 7 4 2 5 9 9 郑重声明：本人呈交的学位论文颧驷移差吲删目酏新b ， 是在华东师范大学攻读蓼左博士( 请勾选) 学位期间，在导师的指导下进行的 研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他 个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：日期：，口年士月四日 华东师范大学学位论文著作权使用声明 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博士( 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。 导师签名疋地一 本人签名运送： 抽f 。年厂月四日 “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) 。 周莹莹论文答辩委员会成员成员名单 姓名职称单位备注 王群教授华东师范大学主席 王天厚教授华东师范大学委员 陈小勇教授华东师范大学委员 舅具 委员 论文摘要 蝙蝠是翼手目( c h i r o p t e r a ) 动物的总称，通常分为大蝙蝠亚目 ( m a g c h i r o p t e r a ) 和小蝙蝠亚目( m i c r o c h i r o p t e r a ) ，它是哺乳动物中数量仅 次于啮齿目( r o d e n t i a ) 动物的第二大类群，分布广泛。翼手目成员在食性选择 和食物组成上差异巨大，大蝙蝠亚目的成员为食果蝙蝠，取食包括水果和花，部 分种类还取食花蜜，花粉，树叶等；而大多数的小蝙蝠亚目成员主要捕食昆虫， 捕食的昆虫涵盖了鳞翅目( l e p i d o p t e r a ) 、膜翅目( h y m e n o p t e r a ) 、双翅目 ( d i p t e r a ) 、半翅目( h e m i p t e r a ) 、鞘翅目( c o l e o p t e r a n ) 、蜻蜓目( o d o n a t a ) 、 直翅目( o r t h o p t e r a ) 、同翅目( h o m o p t e r a n ) 、革翅目( d e r m a p t e r a ) 等主要 昆虫类群。然而，有很多有机物包括咖啡因、尼古丁、番木鳖碱以及众多的化学 合成药物都具有苦味，较淡的苦味会引起不适口感觉，浓烈的苦昧会引发恶心呕 吐，这些有毒物质存在于自然界当中，而一些昆虫也分泌有毒有害化合物来抵御 捕食压力，所以蝙蝠在自然捕食状态下存在误食有害物质的风险，但是蝙蝠当中 对于苦味物质的识别机制并不清楚。 随着研究水平的提高，科学家发现了对有毒有害物质的苦味物质的识别机 制，起初仅仅在人和小鼠中得到证实，之后扩展到河豚鱼、斑马鱼、大鼠、狗、 青蛙、鸟、河豚以及负鼠等脊椎动物当中。利用网上可用的莹鼠耳蝠( m y o t i s l u c i f u g u s ) 基因组序列，通过和人、小鼠、大鼠、鸡和青蛙t 2 r 基因t b l a s t n 比对，莹鼠耳蝠中t 2 r 基因的功能得到验证，我们共发现了9 个完整的t 2 r 基 因，8 个不完整基因和9 个假基因。在m e g a 软件用邻位相邻法( n e i g h b o r - j o i n i n g ) 生成的系统发生树的顶端，一簇蝙蝠的t 2 r 基因聚类到一枝，对其进行了最大 似然法( m a x i m u ml i k e l i h o o dm e t h o d ) 分析支持存在正选择位点。 为了研究t 2 r 基因在蝙蝠中的进化，我们根据已出版的网络数据库中其他哺 乳动物的t 2 r 7 基因序列设计引物，扩增t 2 r 7 基因、克隆、测序之后得到1 1 种 蝙蝠的t 2 r 7 基因序列，从网络数据库中搜索得到8 种其它哺乳动物的t 2 r 7 基 因序列，m e g a 4 软件中用邻位相邻法构建t 2 r 7 的系统进化树，结果显示蝙蝠 t 2 r 7 基因和其它哺乳动物的t 2 r 7 基因明显聚为两个进化枝，并且具有很高的 置信度。之后在p a m l 4 软件包中选用位点模型( s i t e s p e c i f i cm o g e l ) 分析鉴定 了2 个具有正选择的胞外位点，似然比率检验( l i l e l i h o o dr a t i ot e s t s ) 也支持了 该基因进化过程中存在正选择位点的结论。我们还发现印度假吸血蝠 ( m e g a d e r m al y r a ) 中的t 2 r 7 基因为假基因，表明在进化过程中，该物种的 t 2 r 7 基因功能发生了改变或者丧失。我们利用有限的基因序列数据得到的研究 结果依然能够提供了些许t 2 r 7 基因的演化动态。 关键词：蝙蝠；食性；t 2 r ；基因；正选择；负选择；似然法；非同义突变，同 义突变；系统发育树 a b s t r a c t b a t sb e l o n gt ot h eo r d e rc h i r o p t e r a , w h i c ht r a d i t i o n a l l yc o n s i s t so ft w om a j o r s u b o r d e r s m e g a c h i r o p t e r aa n dm i c r o c h i r o p t e r a b a t sa r et h es e c o n dl a r g e s tg r o u pi n m a m m a l s ，i n c l u d i n g l 10 0s p e c i e s t h ed i e t so fb a t sh a v eah u g ed i v e r s i t y m e m b e r s o fm e g a c h i r o p t e r af i e e de x c l u s i v e l yo nf r u i t ，f l o w e r s ，n e c t a r , p o l l e na n dl e a v e s ， m e m b e r so fm i c r o c h i r o p t e r am a i n l yp r e yo nm o s to r d e r so fi n s e c t s ，s u c ha s l e p i d o p t e r a , h y m e n o p t e r a , d i p t e r a , h e m i p t e r a , c o l e o p t e r a n , o d o n a t a , o r t h o p t e r a , h o m o p t e r a na n dd e r m a p t e r a t h eb i t t e rt a s t ei sm a i n l yr e s p o n s i b l ef o rt h ed e t e c t i o no f t o x i n si nf o o ds o u r c e s ，a n di ti st h u sv e r yc r u c i a lf o rt h es u r v i v a lo fa n i m a l s t h eb i t t e r t a s t eg e n e s ( t 2 r s ) ，w h i c he n c o d eb i t t e rt a s t er e c e p t o r s ，w e r ef i r s ti d e n t i f i e di nh u m a n a n dm o u s e a f t e r w a r d s ，t h e s eg e n e sh a db e e no fg r e a ti n t e r e s ta n dw e r ed e t e r m i n e di n o t h e rv e r t e b r a t e s ，s u c ha s 向g u ，z e b r af i s h ，r a t ，d o g ，f r o g ，b i r d ，a n do p o s s u m i nt h i s w o r k ，w ee x a m i n e db i t t e rt a s t er e c e p t o rg e n e si nb a t s ，a n da t t e m p t e dt of i n dw h e t h e r n a t u r a ls e l e c t i o nh a so c c u r r e di nt h e s eg e n e sd u et ot h ed r a m a t i cv a r i a t i o no ft h e i r d i e t s w ef i r s tu s e dab i o i n f o r m a t i cm e t h o da n ds e a r c h e da v a i l a b l ed r a f tg e n o m e s e q u e n c eo ft h el i t t l eb r o w nb a t ( m y o t i sl u c i f u g u s ) ，a n dc o n d u c t e da ne v o l u t i o n a r y a n a l y s i st o g e t h e rw i t ht h ep u b l i s h e dt 2 r sf r o mh u m a n ，m o u s e ，r a t ，c h i c k e na n df r o g w ei d e n t i f i e dn i n ei n t a c tt 2 rg e n e s ( 9 0 0 - 9 9 6b a s ep a i r si nl e n g t h ) ，e i g h tp a r t i a lt 2 r g e n e s ( 3 5 7 - 8 7 6b a s ep a i r s ) a n dn i n ep s e u d o g e n e si nt h el i t t l e b r o w nb a t t h e n e i g h b o r - j o i n i n gt r e ew a sr e c o n s t r u c t e db ym e g a 4w i t hp r o t e i np o i s s o nc o r r e c t i o n d i s t a n c e s ，t h eb o o t s t r a pv a l u e so ft h i st r e ew e r ee v a l u a t ew i t h10 0 0r e p l i c a t i o n s i t s h o w e dab a t s p e c i f i ct 2 rg e n ec l u s t e ri nt h et o po ft r e e w ee x a m i n e dt h r e ep a i r m o d e l s ( m 0v e r s u sm 3 ；m lav e r s u sm 2 a ；m 7v e r s u sm 8 ) f o rt h eb a t - s p e c i f i cg e n e c l a d ea n df o u n dm u l t i p l ea m i n oa c i d su n d e rp o s i t i v es e l e c t i o n ，s u g g e s t i n gt h a t p o s i t i v es e l e c t i o nd r i v e st h ef u n c t i o n a ld i v e r g e n c ea n ds p e c i a l i z a t i o no ft h eb a tb i t t e r t a s t er e c e p t o r st oa d a p td i e t st ot h ee x t e r n a le n v i r o n m e n t t og a i nab r o a d e r p i c t u r eo ft 2 r se v o l u t i o ni nb a t s ，w ea m p l i f i e dt 2 r 7g e n ei n ， 11b a t sa n da n a l y z e dt h e mw i t h8a d d i t i o n a lm a m m a l i a nt 2 r 7g e n e sf r o mg e n b a n k w ed e s i g n e dp r i m e rp a i r si nt h ec o n s e r v e dr e g i o n so ft h ep u b l i s h e ds e q u e n c e sf r o m t h el i t t l eb r o w nb a ta n do t h e rm a m m a l s p o l y m e r a s ec h a i nr e a c t i o n s ( p c r s ) w e r e c a r r i e do u t ；p c rp r o d u c t sw e r el i g a t e di n t oap m d 19 一tv e c t o r , a n dt r a n s f o r m e dt o t o p loe c o l ic e l l s p o s i t i v ec l o n e sw e r es e q u e n c e du s i n ga b i37 30d n a s e q u e n c e r p h y l o g e n e t i ct r e ew a sr e c o n s t r u c t e di nm e g a 4u s i n gt h ej u k e s c a n t o rm e t h o dw i t h 10 0 0 b o o t s t r a pr e p l i c a t e s ，i ts h o w sa b a tm o n o p h y l e t i cc l a d ew i ml l i 曲b o o t s t r a pv a l u e s i t e - s p e c i f i cm o d e l sw e r eu s e dt ot e s tp o s s i b l ep o s i t i v es e l e c t i o nw i t ht h r e ep a i r m o d e l s ( m lav e r s u sm 2 a ；m 8 av e r s u sm 8 ) ；l r t ss h o ws i g n i f i c a n td i f f e r e n c e ，a n d s u g g e s t i n gp o s i t i v es e l e c t i o nh a ss h a p e dt h et 2 r 7e v o l u t i o ni nb a t s w ea l s of o u n d l i n e a g e s p e c i f i cp s e u d o g e n i z a t i o ni nm e g a d e r m al y r a ，s u g g e s t i n gl o s s o f - f u n c t i o no f as p e c i f i ct a s t ea b i l i t yi nt h i sb a t a l t h o u g hw el a c ki n f o r m a t i o na b o u tt h ec o m p l e t e b a tt 2 r sr e p e r t o i r e ，o u rr e s u l t sc a np r o v i d es o m ei n s i g h t si n t ot h ed y n a m i c so ft 2 r s e v o l u t i o ni nb a t s k e yw o r d s ：b a t ；d i e t ；t 2 r ；g e n e s ；p o s i t i v es e l e c t i o n ；m a x i m u ml i k e l i h o o dt e s t ； n o n s y n o n y m o u sm u t a t i o n s s y n o n y m o u sm u t a t i o n s ；n e i g h b o r - j o i n i n g ；p h y l o g e n e t i c 日习 第一章绪论l 第二章蝙蝠及苦觉基冈概述4 第一节蝙蝠概述4 一翼手目动物的特征4 二翼手目的分类4 三蝙蝠的回卢定位5 四蝙蝠的飞行6 五蝙蝠的食性7 六蝙蝠在生态系统中的作用8 第二节苦味基因研究概述1 0 一苦味基因的发现1 0 二苦味受体基因的结构1 3 三苦味受体基冈的表达1 4 四苦味受体基因的信号转导1 4 五苦味受体基因的功能。1 5 六蝙蝠苦味受体基因的研究。1 7 第二章苦味基因家族在荧鼠耳蝠中的进化研究。1 8 一前言18 二材料和方法18 基冈序列获取18 三结果2 0 蝙蝠、牛和狗中的t 2 r 基因2 0 四讨论2 4 第四章t 2 r 7 基冈在蝙蝠中的进化2 7 一前言2 7 二材料和方法2 8 三结果一2 9 四讨论3 3 附录l 3 5 附录2 一4 5 参考文献5 0 j $ 【谢5 6 2 0 1 0 届研究生硕士学位论文蝙蝠苫味受体基冈的进化 第一章绪论 蝙蝠是翼手目( c h i r o p t e r a ) 动物的总称。它是哺乳动物中仅次于啮齿目 ( r o d e n t i a ) 动物的第二大类群，翼手目目前在世界范围内共计分布有1 8 科1 1 1 0 余种( s i m m o n s ，2 0 0 5 ) ，除极地和一些大洋中的岛屿外，遍布世界各地。翼手目 动物将近占整个哺乳动物类群数量的四分之一，它是一类真正会飞行的哺乳动 物，白天栖息在洞穴、屋檐、废弃的房屋、矿洞、竹筒内、叶下等栖息场所( s i m m o n s ， 2 0 0 5 ；朱光剑等，2 0 0 7 ；a n d r e wa n d 解焱，2 0 0 9 ：b a t e sa n dh a r r i s o n ，1 9 9 7 ) ， 夜晚出来活动。通常，学者将翼手目分为两个大类：大蝙蝠亚目( m a g c h i r o p t e r a ) 和小蝙蝠亚目( m i c r o c h i r o p t e r a ) 。大蝙蝠亚目的成员和小蝙蝠亚目的成员之间 存在着较大的差异。一般来讲，大蝙蝠亚目的成员眼睛较大，视觉系统较发达， 不具有鼻叶，耳的结构较小蝙蝠亚目成员简单，没有耳屏，尾膜通常较窄，尾短 甚至缺失。和小蝙蝠亚目利用回声定位信号进行空间方位探测，捕捉食物的方式 不同的是：大蝙蝠亚目的成员，除了果蝠属( r o u s e r t u s ) 的棕果蝠( r o u s e t t t a l e s c h e n a u h i ) 等三种蝙蝠以及韦氏颈馕果蝠( e p o m o p h o r u sw a h l b e r g i ) 等少数 种类能利用回声定位信号之外( 马杰等，2 0 0 4 ) ，多数种类的果蝠利用视觉和嗅 觉进行定位和探测外部环境的活动( s r i n i v a s u l ua n ds r i n i v a s u l u ，2 0 0 2 ) 。先 前在食性方面的研究表明大蝙蝠亚目的成员取食目标包括水果，花，部分种类还 取食花蜜，花粉等( r u b ye ta 1 ，2 0 0 0 ：s i n g a r a v e l a na n dm a r i m u t h u ，2 0 0 4 ) 。 而大多数的小蝙蝠亚目成员主要捕食昆虫，捕食的昆虫包括鳞翅目 ( l e p i d o p t e r a ) 、膜翅目( h y m e n o p t e r a ) 、双翅目( d i p t e r a ) 、半翅目( h e m i p t e r a ) 、 鞘翅目( c o l e o p t e r a n ) 、蜻蜓目( o d o n a t a ) 、直翅目( o r t h o p t e r a ) 、同翅目 ( h o m o p t e r a n ) 、革翅目( d e r m a p t e r a ) 等( g o i t ie ta 1 ，2 0 0 3 ：l ie ta 1 ，2 0 0 7 ： m ae ta 1 ，2 0 0 3 ：m ae ta 1 ，2 0 0 8 ：p a i n t e re ta 1 ，2 0 0 9 ：s a l s a m e n d ie ta 1 ， 2 0 0 8 ：w e ie ta 1 ，2 0 0 8 ：z h a n ge ta 1 ，2 0 0 5 ) ，食物组成在不同种内因捕食 者的回声定位信号结构特征、翼型特征和捕食方式的不同存在较大差别 ( a l d r i d g ea n dr a u t e n b a c h ，1 9 8 7 ：j o n e se ta 1 ，1 9 9 3 ：b o g d a n o w i c z ，f e n t o n a n dd a l e s z c z y k ，1 9 9 9 ：b r i t t o na n dj o n e s ，1 9 9 9 ：f e n t o na n db o g d a n o w i c z ， 2 0 0 2 ：s e v 芒ik ，2 0 0 3 ：s t o f f b e r ga n dj a c o b s ，2 0 0 4 ；j e n n i n g se ta 1 ，2 0 0 4 ： 2 0 1 0 届研究生硕士学位论文蝙蝠莆味受体基冈的进化 s a l s a m e n d ie ta 1 ，2 0 0 5 ) 。除食虫的蝙蝠之外，对于小蝙蝠的食性，也有学者 报道大足鼠耳蝠( m y o t i sr i c k e t t i ) ，墨西哥兔唇蝠( n o c t i l i ol e p o r i n u s ) 和 索诺拉鼠耳蝠( m y o t j si v e s t ) 三种小蝙蝠亚目成员的蝙蝠取食鱼类( 马杰等， 2 0 0 3 ：a 1 l e n ，1 9 3 6 ：b l o e d e l ，1 9 5 5 ：n o v i c k ，1 9 7 1 ) ，印度假吸血蝠( m e g a d e r m a l y r a ) 取食小型鼠耳蝠( 张礼标等，2 0 0 7 ) ，南蝠( i ai o ) 捕食小型鸟类等( 韩 宝银等。2 0 0 7 ) 。 翼手目动物的食物组成多种多样，在自然界当中，有很多有机物包括咖啡因、 尼古丁、番木鳖碱以及众多的化学合成药物都具有苦味，较淡的苦味会引起不适 口感觉，浓烈的苦味会引发恶心呕吐( 叶萍，2 0 0 3 ) 。故而，味觉在翼手目动物 摄食的过程中是非常重要的，为捕食者提供了食物的味觉信息，这有利于它们对 食物进行初步的评估和筛选。 按照目前的研究，味觉包括五种，分别是甜、苦、酸、咸和鲜五种基本形式 ( k i n n a m o na n dc u m m i n g s ， 1 9 9 2 ；l i n d e m a n n ，1 9 9 6 ) ，其中，苦觉感受系统 被认为是动物抵御有毒物质的一种高效的防卫机制，它能帮助动物在进食过程中 对有毒物质产生厌恶反应( h e r n e s sa n dg il b e r t s o n ，1 9 9 9 ) 。对苦味的识别能帮 助动物避免摄入有毒和有害的物质，从而减少甚至避免对自身的危害( 胡玲玲 a n d 施鹏，2 0 0 9 ) 。所以，发现苦味基因，并且鉴定其特异性配体能够帮助我们 深入的了解动物是如何获取这些信息，继而达到初步筛选食物，避免自身受到有 害有毒物质侵蚀的。 传统手段上来讲，钙离子成像实验体系是检测膜蛋白受体与配体结合有效的 功能检测手段，然而该检测手段有一个缺点是降膜蛋白成功的表达到细胞膜上存 在一定的困难性，限制了该种检测手段的广泛应用；此外，由于苦昧物质自身的 多种多样性以及经苦味受体的多样化，用钙离子成像实验体系这种方法很难高效 地筛选出众多苦昧物质的特异性配体。故而，传统的检测手段不能满足鉴定苦味 受体功能的需要。对苦味受体基因演化的研究能从一定程度上克服体外功能检测 的缺点，因为在自然界当中，不同的动物具有不同的生存环境，通过研究苦味基 因复杂的演化历史能够动态的反应该基因受到的不同的功能选择压力，能够帮助 我们了解该基因家族的演化历史( 胡玲玲a n d 施鹏， 2 0 0 9 ) 。 做为哺乳动物中的第二大类群，大蝙蝠和其它4 个主要的小蝙蝠家系一样， 起源可以追溯到距今五千万年至五千二百的始新世早期。随着当时全球温度的显 著上升，植物多样性和丰富度急剧增加，陆地昆虫的多样性达到顶峰水平，翼手 2 2 0 1 0 届研究生硕士学位论文蝙蝠苦味受体基冈的进化 目动物起源于劳亚古大陆( 可能是在美洲北部) ，三种主要小蝙蝠家系起源于劳 亚古大陆，另外一种起源于古陆的冈瓦纳( t e e l i n ge ta 1 ，2 0 0 5 ) 。在长达数千 万年的进化长河中，翼手目动物不断经历着自然环境以及气候变迁带来的影响， 强大的自然选择压力促使翼手目动物不断的调整生存战略，以期实现种群的延续 和发展，从基因水平上来讲，数以千万年计的自然选择过程中，基因的功能也在 不断的调整和适应。苦觉基因家族及其受体家族随着自然环境的变化和气候的变 迁在发生演化。因此，对苦味受体基因家族演化的研究能对我们研究该基因家族 功能产生一定的提示作用，目前，对苦味受体基因家族演化的研究主要集中在脊 椎动物中，已经取得了一定的进展。 3 2 0 1 0 届研究生硕：l ：学位论文蝙蝠苦味受体基【大j 的进化 第二章蝙蝠及苦觉基因概述 翼手目动物的特征 第一节蝙蝠概述 翼手目( c h i r o p t e r a ) 动物为夜行性的动物，具有高度发达的耳，多数种类 具有耳屏结构。翼手目动物前肢特化，指骨特别延长，桡骨比肱骨长，尺骨退化， 指骨和后退之间连有翼膜，后腿和尾之间亦被尾膜链接，尾膜常具有软骨化的跟 骨( 俗称距) ，起支撑作用。许多种类沿距的基部有延展的小片皮膜，称距缘膜。 乳头有1 对，位于腹部。头骨几乎完全愈合，大多数骨缝不可见。头骨轻而坚固， 吻部较短，听泡特别膨大，颌间骨通常发育不良甚或缺失。牙齿属于异型齿，比 典型的原始兽类缺少第一对门齿及第一对前臼齿，下门齿非常弱小，犬齿( 特别 是上颌的) 较大，为典型的肉食型牙齿；原始的第二、三对前臼齿为小前臼齿， 呈圆锥形，仅有单一齿尖，多数种类为食虫类，其臼齿齿冠有齿尖和齿脊，排列 成原始的w 形外脊。食果类蝙蝠其臼齿齿冠相对平坦，肩带十分发达，有一龙骨 突，腰带退化( a n d r e wt s & 解焱， 2 0 0 9 ) 。 二翼手目的分类 关于翼手目的分类，按照s i m m o n s ( 2 0 0 5 ) 的最新修订和总结，翼手目分为 大蝙蝠亚目( m e g a c h i r o p t e r a ) 和小蝙蝠亚目( m i c r o c h i r o p t e r a ) 两个大类，大蝙 蝠亚目成员一般个体较大，第一、二指有爪，眼大，臼齿齿面平滑，具有纵沟。 除个别种类外，一般无回声定位能力，以果实为食，有的以花蜜和花粉为食，分 布于东半球热带和亚热带地区。而小蝙蝠亚目的成员个体较小，仅第一指具有爪， 眼小。臼齿具锐齿尖。耳廓外一般有耳屏。能发出超声波，有回声定位能力。一 般以昆虫为食，有少数特化为能吸牛、马或人血的吸血蝠，食鱼的食鱼蝠，还有 吃花蜜和花粉的长鼻蝠等。目前，在全世界范围内，翼手目总计包括1 8 科2 0 2 4 2 0 1 0 届研究生硕士学位论文蝙蝠苦味受体基冈的进化 属1 11 5 种( s i m m o n s ，2 0 0 5 ) ，然而，随着对翼手目动物的研究深入开展，每年有 不少的新种被发现( b a k e re ta 1 ，2 0 0 9 ：b u m r u n g s r ie ta 1 ，2 0 0 6 ：d i c ka n d w e n z e l ，2 0 0 6 ：e s s e l s t y n ，2 0 0 7 ：e v i ne ta 1 ，2 0 0 9 ：f e n ge ta 1 ，2 0 0 8 ： g r e g o r i na n dd i t c h f i e l d ，2 0 0 5 ：g r e g o r i ne ta 1 ，2 0 0 6 ：g u i l l e n s e r v e n ta n d f r a n c i s ，2 0 0 6 ：k r u s k o pa n de g e r ，2 0 0 8 ：m a n c i n aa n dg a r c i a r i v e r a ，2 0 0 5 ： n u n e se ta 1 ，2 0 0 5 ：r e a r d o ne ta 1 ，2 0 0 8 ：t e j e d o r ，2 0 0 5 ：w o o d m a n ，2 0 0 7 ： w ue ta 1 ，2 0 0 8 ) ，一些同物异名种被修正，因此，这一统计数据也在不断的发 生变化。在国内翼手目共计分布有7 科3 0 属1 2 0 余种( 王应祥，2 0 0 3 ) ，包括狐 蝠科( p t e r o p o d i d a e ) 、鞘尾蝠科( e m b a l l o n u r i d a e ) 、假吸血蝠科 ( m e g a d e r m a t i d a e ) 、菊头蝠科( r h i n 0 1 0 p h i d a e ) 、蹄蝠科( h i p p o s i d e r i d a e ) 、 犬吻蝠科( m o l o s s i d a e ) 和蝙蝠科( v e s p e r t i l i o n i d a e ) ，国内南部的热带亚热 带气候区是国内翼手目动物种群数量和种类都比较丰富的地区。目前，不同学者 对我国个别翼手目动物的分类地位，依然存在一些不同观点( f e n ge ta 1 ，2 0 0 8 ： l ie ta 1 ，2 0 0 6 ：l ie ta 1 ，2 0 0 7 ：t h a b a he ta 1 ，2 0 0 7 ：w ue ta 1 ，2 0 0 8 ： z h a n ge ta 1 ，2 0 0 7 ) 。 三蝙蝠的回声定位 翼手目动物区别于其他哺乳动物的另外一大重要特征是具有回声定位能力， 大蝙蝠亚目成员当中只有果蝠属( r o u s e t t u s ) 的棕果蝠( r o u s e t t t a l e s c h e n a u h l ) 等三种蝙蝠以及韦氏颈馕果蝠( e p o m o p h o r u sw a h i b e r g i ) 等少数 种类能利用回声定位信号( 汪松，1 9 9 8 ；马杰等，2 0 0 3 , 马杰等，2 0 0 4 ) 。然而 回声定位系统在小蝙蝠亚目当中是非常普遍的，但是回声定位信号在不同种间的 差别非常大，总体来说，小蝙蝠亚目中的回声定位信号可以分为两大类：一类是 调频蝙蝠，频率变化范围比较大，一些种的回声定位信号有多个谐波组成，有些 种类的回升定位信号是上扫的f m ，有些种则是下扫的结构( j a c o b sa n db a r c l a y ， 2 0 0 9 ：j a c o b se ta 1 ，2 0 0 7 ：j o n e se ta 1 ，2 0 0 6 ：l ie ta 1 ，2 0 0 7 ：m ae ta 1 ， 2 0 0 8 ：t h a b a he ta 1 ，2 0 0 7 ：w e ie ta 1 ，2 0 0 8 ) ；另一类其回声定位信号的主 频率相对比较恒定，具有向上调频的开始结构或者是频率较小的尾部结构( 称为 f r e q u e n c ym o d u l a t i o n 部分，简称f m ，) ，但是其主频率恒定( 也称为c o n s t a n t f r e q u e n c y 部分，简称c f ) ( l ie ta 1 ，2 0 0 7 ：m o n a d j e me ta 1 ，2 0 0 7 ：p a v e y 5 2 0 10 届研究生硕士学位论文 蝙蝠苫味受体基阒的进化 e ta 1 ，2 0 0 1 ：z h a n ge ta 1 ，2 0 0 9 ：z h a oe ta 1 ，2 0 0 3 ) ，按照笔者的现有知 识，除去蹄蝠科( h i p p o s i d e r i d a e ) 无尾蹄蝠属( c o e o p s ) 的无尾蹄蝠( c o e o p s f r i t h i ) 发出的是下扫的f m 型回声定位信号之外( 刘森等，2 0 0 8 ) ，菊头蝠科 ( r h i n o l o p h i d a e ) 和蹄蝠科( h i p p o s i d e r i d a e ) 两个科的蝙蝠的回声定位信号 都包含主频率稳定的c f 部分之外；而其他食虫蝙蝠的回声定位信号多为调频型 结构( f m ) 。 回声定位信号的主要评价参数包括起始频率( s t a r tf r e q u e n c y ) 、终止频率 ( e n df r e q u e n c y ) 、主频率( d o m i n a n tf r e q u e n c y ) 、脉冲间隔( i n t e r p u l s ei n t e r v a l ) 和 脉冲时间( d u r a t i o n ) ( j o n e se ta 1 ，2 0 0 6 ；k i n g s t o ne ta 1 ，19 9 9 ；l ie ta 1 ，2 0 0 7 ；m ae t a 1 ，2 0 0 8 ；m o n a d j e n le ta 1 ，2 0 0 7 ；p a v e ye ta 1 ，2 0 0 1 ；r u s s oe ta 1 ，2 0 0 7 ；t h a b a he ta 1 ， 2 0 0 7 ；w e ie ta 1 ，2 0 0 8 ) 。这五个基本的参数包含了蝙蝠回声定位信号的基本特征。 起始频率( s t a r tf r e q u e n c y ) 是回声定位信号开始发出时候的频率；终止频率( e n d f r e q u e n c y ) 是蝙蝠回声定位脉冲结束时的频率；主频率( d o m i n a n tf r e q u e n c y ) 是回 声定位信号能量最高时候的频率，脉冲间隔( i n t e r p u l s ei n t e r v a l ) 是两个脉冲之间的 时间间隔，脉冲时间( d u r a t i o n ) 贝j j 是一个完整的回声定位脉冲持续的时间；起始 频率和终止频率之间的差值体现了蝙蝠回声定位信号的带宽，主频率则处于起始 频率和终止频率之间。 四蝙蝠的飞行 高超的飞行能力是蝙蝠的另外一个重要特点。翼手目动物是具有真正飞行 能力的哺乳动物，能在黑夜中自由飞翔。蝙蝠具有用于飞翔的两翼，翼的结构和 鸟翼不相同，是由联系在前肢、后肢和尾之间的皮膜构成的。前肢的第二、三、 四、五指特别长，适于支持皮膜；第一指很小，长在皮膜外，指端有钩爪。后肢 短小，足伸出皮膜外，有五趾，趾端有钩爪。蝙蝠的骨很轻，胸骨上也有与鸟的 龙骨突相似的突起，上面长着牵动两翼活动的肌肉。 n o r b e r g 和r a y n e r ( 1 9 8 7 ) 提出了一套理论来评价蝙蝠的飞行特征和飞行 能力，借此来预测它适合在什么样的环境中进行捕食。这套方法在后来的蝙蝠生 态行为学方面的研究中被广发的应用( b o g d a n o w i c ze ta 1 ，1 9 9 9 ；b o w i ee ta 1 ，1 9 9 9 ； d e c h m a n ne ta 1 ，2 0 0 6 ；j a c o b sa n db a r c l a y , 2 0 0 9 ；j o n e se ta 1 ，2 0 0 6 ；p a v e ya n d b u r w e l l ，2 0 0 0 ；s a l s a m e n d ie ta 1 ，2 0 0 8 ；t h a b a he ta 1 ，2 0 0 7 ；w e ie ta 1 ，2 0 0 8 ) 。他们提 6 2 0 10 届研究生硕士学位论文蝙蝠苫味受体基因的进化 出用翼载( w i n g - l o a d i n g ) 、翼展比( a s p e c tr a t i o ) 和翼尖指数( w i n g - t i ps h a p ei n d e x ) 三个主要参数来评价蝙蝠的翼型特征。翼载是指蝙蝠体重和翼膜面积的比值，它 被认为和蝙蝠的最小飞行速度成正相关，而和蝙蝠的飞行灵活度成负相关关系， 一般说来，翼载越高，蝙蝠的飞行速度越快，飞行的灵活性越差，这种类型的蝙 蝠更适合在开