穴居和食虫哺乳动物中嗅觉受体14家族的扩张

哺乳动物具有极其多样的嗅觉受体谱系，这一点体现在不同物种之间嗅觉受体基因拷贝数的显著变异上。由于哺乳动物栖息于广泛的生境和觅食环境中，预期这种变异会受到生态位的塑造。事实上，已有多项研究表明，特定的嗅觉受体基因家族与栖息地和食性特化相关。尽管如此，目前对于驱动哺乳动物嗅觉受体14家族（OR14）变异的生态因素仍知之甚少。在此，我们通过挖掘哺乳动物基因组，在数百个物种中鉴定并分类OR14基因，以弥补这一空白。通过将OR14变异映射到饮食和栖息地变量上，并结合哺乳动物系统发育树的背景，我们识别出与哺乳动物OR14演化相关的关键因素。具体而言，我们发现OR14在独立的穴居性和食虫性哺乳动物谱系中反复扩张，这表明该基因家族的扩张可能具有适应性，并受到趋同生态压力的驱动。进一步基于OR14亚家族组成进行主成分分析和k-means聚类，我们发现物种聚类与系统发育关系无关。此外，我们显示许多独立的食蚁性谱系形成了单一聚类，为序列水平上的趋同提供了证据，这种趋同可能由对蚂蚁/白蚁丰富饮食的选择所驱动。总体而言，我们的结果表明OR14在穴居性和食虫性哺乳动物中发挥重要功能作用，并为未来旨在“孤儿受体”解析的研究奠定了基础。

哺乳动物具有极其多样的嗅觉受体谱系，这一点体现在不同物种间嗅觉受体基因拷贝数的显著变异上。由于哺乳动物栖息于广泛不同的生境和觅食环境中，预计这种变异会受到生态位的塑造。事实上，已有多项研究表明，特定的嗅觉受体基因家族与生境和食性特化相关。尽管如此，目前对于驱动哺乳动物嗅觉受体14家族（OR14）变异的生态因素仍知之甚少。在此，我们通过挖掘哺乳动物基因组，识别并分类了数百个物种中的OR14基因，从而填补这一空白。通过在哺乳动物系统发育树的背景下，将OR14变异映射到饮食和生境变量上，我们识别出与哺乳动物OR14演化相关的关键因素。具体而言，我们发现OR14在独立演化的穴居性和食虫性哺乳动物谱系中反复扩张，这表明该基因家族的扩张可能具有适应性，并受趋同的生态压力驱动。通过基于OR14亚家族组成进行主成分分析和k-means聚类，我们发现不同物种的聚类结果不受系统发育关系影响。此外，我们表明许多独立的食蚁性谱系形成了单一聚类，提供了序列层面趋同的证据，这种趋同可能由对富含蚂蚁/白蚁饮食的选择所驱动。综上，我们的结果表明OR14在穴居性和食虫性哺乳动物中发挥重要功能，为未来旨在解孤这些受体的研究奠定了基础。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.15.738794v1?rss=1

🏷️ 嗅觉受体14 基因家族扩张 趋同演化 穴居哺乳动物 食虫性适应