牡丹鹦鹉属多种突变基因类型探索

摘要:目前,科学家们在九种不同的牡丹鹦鹉品种中发现了多达30种突变基因,且这些基因大多遵循孟德尔的遗传规律。这九种牡丹鹦鹉分别是:灰头牡丹鹦鹉、费氏牡丹鹦鹉、尼亚萨湖牡丹鹦鹉、黑脸牡丹鹦鹉、黄领牡丹鹦鹉、红脸牡丹鹦鹉、桃脸牡丹鹦鹉、黑领牡丹鹦鹉以及黑翅牡丹鹦鹉。

目前,科学家们在九种不同的牡丹鹦鹉品种中发现了多达30种突变基因,且这些基因大多遵循孟德尔的遗传规律。这九种牡丹鹦鹉分别是:灰头牡丹鹦鹉、费氏牡丹鹦鹉、尼亚萨湖牡丹鹦鹉、黑脸牡丹鹦鹉、黄领牡丹鹦鹉、红脸牡丹鹦鹉、桃脸牡丹鹦鹉、黑领牡丹鹦鹉以及黑翅牡丹鹦鹉。

鹦鹉羽色的异常变化,往往与羽毛皮质层中鹦鹉色素的减少或改变密切相关。例如,伦敦动物学协会1932年的会议记录中,就描述了一只野捕黄领牡丹鹦鹉的奇特现象:“其黄色部分逐渐消失,取而代之的是白色,而原本的绿色区域则变成了蓝色。”同样,Cooke et al.(2017)的研究也指出,自19世纪起,圈养的虎皮鹦鹉就出现了色素缺失的情况,导致它们原本的绿色羽毛逐渐变成了蓝色。
蓝化黄领牡丹鹦鹉的羽毛皮质层中,黄色鹦鹉色素与蓝色光线相互作用,视觉上呈现出绿色羽毛的效果。根据Cooke et al.(2017)的研究,虎皮鹦鹉的MuPKS基因中存在一个T>C的点突变,这一突变阻碍了黄色鹦鹉色素的生成,仅允许蓝色光线反射,导致羽毛呈现蓝色。由于缺乏鹦鹉色素,原本应呈现红色、黄色或橙色的区域变成了白色(Prum, 2006; Van den Abeele, 2016)。
典型的蓝色羽毛结构在牡丹鹦鹉中同样被观察到,这一表现型同样属于常染色体隐性遗传,与虎皮鹦鹉的情况相似。根据MUTAVI的私人研究,蓝化牡丹鹦鹉的羽毛中同样未发现黄色鹦鹉色素。然而,这一结论尚需更多研究来进一步证实。
与完全无法生成鹦鹉色素的蓝化基因不同,荷兰蓝和松石绿基因表现为鹦鹉色素的减少。尽管目前缺乏精确计量的色素数量研究,但观察显示,这两种基因仅生成了约50%的鹦鹉色素,其中松石绿基因甚至降至40%的正常水平(Van den Abeele, 2016)。至于MuPKS多态性基因是否为这些表现型的成因,尚需进一步的研究来揭示。
橙脸基因与淡化顶基因在牡丹鹦鹉中备受瞩目,它们仅在桃脸牡丹鹦鹉身上出现。然而,这两种基因的具体作用机制仍不清楚。橙脸基因使红色色素转变为橙色,而淡化顶基因则将鹦鹉色素从红色转变为粉色。值得注意的是,这两种基因均不会影响绿色羽毛的颜色。McGraw & Nogare(2005)的研究揭示,红色、橙色和粉色都是由不同浓度的鹦鹉色素所呈现,因此这些颜色变化可归因于鹦鹉色素浓度的变化。然而,这一观点仍需更多研究来进一步证实。

此外,黑色素的变化也被发现与多种颜色变化相关。Mundy(2006)和McGraw(2006)的研究指出,大多数颜色变化都源于黑色素分布的调整。尽管如此,关于鹦鹉品种中黑色素的具体研究仍较为稀少。通常,常见的鹦鹉羽毛颜色变化多与黑色素的缺乏有关。

另一方面,羽毛结构的改变也不容忽视。暗色基因会影响羽毛中海绵层的面积,从而减少可见光的反射量(Dyck, 1971 a&b)。这种暗色基因是半显性遗传,具有三种不同的表现型。杂合子鹦鹉的羽毛颜色略暗于普通的亮绿色野生型鹦鹉,而纯合子鹦鹉则展现出橄榄绿色的特征(Hayward, 1979; Van den Abeele, 2016)。
牡丹鹦鹉中的板岩基因(slaty)被发现能够改变羽毛中的角蛋白特性,使其从原本的角质颜色转变为近乎透明的状态,进而导致羽毛整体颜色呈现出蓝灰色调,这一发现由MUTAVI的研究揭示。
蓝化板岩种/蓝灰色(Slaty)黄领牡丹鹦鹉

在虎皮鹦鹉中,板岩种(slate)基因的变异主要归因于羽毛结构的改变,这一基因表现为伴性遗传的隐性特征。然而,在牡丹鹦鹉中,情况则有所不同,该基因表现为半显性遗传。值得注意的是,杂合子与纯合子在外观上的差异并不显著(Van den Abeele, 2016)。
蓝化板岩种(slate)虎皮鹦鹉与牡丹鹦鹉的差异,可能源于不同的基因变异。目前,这一差异背后的具体机制尚不清楚,需要进一步的研究来探索。另一方面,紫罗兰基因(Violet)在虎皮鹦鹉和牡丹鹦鹉中的表现型则是一致的。这种基因的视觉效果表现为紫色,其形成机制在于羽毛中海绵层的特殊结构变化。值得一提的是,这种基因在两种鹦鹉中的遗传方式也是相同的。
紫罗兰(Violet)黄领牡丹鹦鹉

真黑色素变化
在2017年,桃脸牡丹鹦鹉的常染色体隐性遗传翡翠基因(jade)得到了学术界的正式承认。繁育实践中,人们发现携带翡翠基因的母鸟羽毛颜色相较于公鸟而言略显淡雅。这一基因的详细描述均源自Dirk Van den Abeele先生的深入观察与研究。具体而言,翡翠基因的牡丹鹦鹉在飞羽与体羽上仅呈现原始真黑色素的一半,从而展现出深浅不一的暗黄色调。其中,飞羽边缘的真黑色素水平更低,使得边缘颜色更为浅淡。此外,鹦鹉臀部的羽毛颜色也相对较浅,而脚部则与普通基因型的个体无显著差异,但指甲的颜色则相对更深一些。
暗翅基因(Euwing)仅在费氏牡丹鹦鹉中存在,它能够加深费氏牡丹的翅膀颜色,同时改变其整体体色。尽管该基因的起源尚不明确,但已确定它是一种不完全外显率的显性遗传(Van den Abeele, 2016)。据Veeckmans(2016)所述,暗翅基因会导致杂合子鹦鹉身体和上背羽毛中的真黑色素呈现“模糊”状态。而在纯合子暗翅基因的影响下,鹦鹉的颜色会变得更加深邃。值得一提的是,当暗翅基因与闪光基因(Opaline)相结合时,会产生出人意料的色彩效果。
暗翅(Euwing)与闪光基因(Opaline)在费氏牡丹鹦鹉中的相互作用

参考资料:Henriëtte van der Zwan1,Carina Visser2,Rencia van der Sluis1

Centre of Human Metabolomics,North-West University,Potchefstroom,South AfricaDepartment of Animal and Wildlife Sciences,University of Pretoria,Pretoria,South Africa

来源:小赵说科学

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