中国网4月29日讯   近期，华大生命科学研究院与国内外科研机构共同发起的万种鸟类基因组计划（B10K）在《自然》（Nature）及《自然·通讯》（Nature Communications）发表了两项新成果。

2024年4月2日，鸟类生命之树的研究发表于《自然》，成果重建了现生鸟类的演化关系、提出了新的分类方案，并首次提出了元素鸟类的新类群概念，这为理解鸟类极其复杂 及其复杂性状演化奠定了坚实基础；2024年4月11日，发表于《自然·通讯》的成果发现，古老病毒曾经插入到鸟类基因组里，而鸟类不仅可以高效地清除病毒序列，还可能利用残余的病毒来源序列调控自身的基因表达。

两篇新成果的数据均来源于万种鸟类基因组计划（B10K）此前发表的鸟类全基因组数据。

此前B10K鸟类基因组相关成果

2014年12月，由华大生命科学研究院主导的一项跨国合作揭示了48种鸟类的基因组，这些宝贵数据以鸟类专刊形式集中发表于《科学》等杂志；2020年11月，华大联合国际合作伙伴在《自然》上发表了两篇背靠背文章，展示了万种鸟类基因组计划第二阶段的研究成果——363种鸟类的基因组数据与无参考序列下多基因组比对和分析的新方法。

这些前期的基因组数据积累，为全球科研团队深入探索鸟类基因组的多样性和演化奥秘提供了基础，这也凸显了基因组数据积累的重要性以及数据挖掘在推动科学进步中的关键作用。

下面，就和小编一起来看看近期的研究都有哪些新发现吧。

新成果一：重构鸟类生命之树，现生鸟类的划分有了新方案

2024年4月2日，万种鸟类基因组计划于《自然》发布第二阶段关于鸟类生命之树的研究成果。

现生鸟类超过了一万种，在生物分类学上属于鸟纲（Aves）中的新鸟亚纲（Neornithes），大致可以分为古颚类和今颚类两个主要类群。古颚类包含了大量无法飞行的鸟类，如鸵鸟、鸸鹋等；今颚类则可以进一步分为鸡雁小纲（Galloanseraes）与新鸟小纲（Neoaves）两大分支，前者包括我们熟悉的鸡、鸭和雁等，后者则是当今鸟类的主体，包括了95%的现生鸟类。

此次研究中，科研人员利用363只鸟类的全基因组数据覆盖鸟纲中92%的科阶元，重新构建了现生鸟类的系统发育树，为鸟纲类群的分类关系提出了一套新的划分方案——将当今鸟类的主体新鸟小纲，划分为奇迹鸟类、鸽鸨类、陆鸟类和全新确立的元素鸟类四个分支。

根据过去的研究，在不到1千万年里，新鸟类的祖先分化出大量的新类群，基本奠定了当下新鸟小纲近万种鸟类的物种多样性格局。而辐射性演化带来的物种多样性，也使得研究新鸟小纲各类群间的演化关系极具挑战性。

生命之树是理解物种演化的关键。过去，研究人员通过形态学、线粒体、少量蛋白质编码基因序列等数据，对新鸟小纲主要类群间的系统发育关系提出了各种观点，也产生了许多争议。本次研究以更合理的全基因组范围筛选的基因间区比对序列数据集，重新构建了现生鸟类的系统发育树，提供了一套新的鸟类分类划分方案。

新鸟类生命之树将新鸟小纲划分为四大分支：第一个分支是奇迹鸟类，如火烈鸟与䴙䴘（pì tī）等；第二大分支为鸽鸨类，如鸽、鸨、杜鹃等；第三大分支是陆鸟类，如雀鸟、鹦鹉、鹰、啄木鸟等。

第四大分支是此次研究提出的全新类群——元素鸟类（Elementaves）。元素鸟类既包括了主要在水域活动的企鹅、潜鸟、信天翁等鹭形类、鹤形类，也包括了主要在陆地活动的麝雉等，还有擅长在天空活动的夜鹰和雨燕等夜鹰目。分别对应水、土和气三种古典元素，因此得名。

此外，新鸟类经历的快速辐射性演化事件的发生时间也存在较大争议。之前的分子生物学研究推定这一事件发生在“白垩纪-古近纪（K–Pg）物种大灭绝事件”附近，但不能判定是发生在大灭绝之前，还是之后。

基于本次研究构建的鸟类系统发育树，支持大量的新鸟类群是在白垩纪-古近纪界线后，发生快速辐射性演化的观点。同时，研究人员还发现雀形目鸟类在古近纪-新近纪（Paleogene-Neogene）界线之后也经历了快速的辐射性演化。

本项研究成果也被多家科研单位和媒体期刊报道为“或将改写教科书的研究成果”。

新成果二：雀形目鸟类利用古病毒序列调控基因表达

2024年4月12日，华大生命科学研究院、中国科学院大学华大专项与浙江大学生命演化研究中心等单位联合发表了一项关于古病毒影响鸟类物种演化的研究。研究发现，古老病毒曾经插入到鸟类DNA里，并伴随着雀形目鸟类物种大爆发在鸟类宿主里不断增殖。而鸟类不仅可以高效清除掉这些增殖的病毒DNA，并还可能利用残余病毒来源序列调控自身的基因表达。成果发表于《自然·通讯》。

病毒与宿主在漫长的演化过程中既对抗又合作，对宿主产生深远影响。一些RNA病毒序列可以整合进宿主基因组，且在宿主基因组中不断扩张。这些病毒序列被称为内源性逆转录病毒（ERVs）。

研究团队对鸟类基因组中的内源性病毒序列开展了系统研究，发现相对于其他脊椎动物，鸟类有着更高水平清除不断扩张的病毒序列的演化压力，这可能是鸟类基因组整体拥有更少内源性病毒序列的潜在原因。

同时，团队在雀形目鸟类中也有了新发现。雀形目是当代鸟类中最多样化的目级类群，有6600多个物种，约占鸟类物种总数的60%，如黄鹂、金丝雀、柳莺、百灵等。其中，又有约三分之二的雀形目鸟类因善于鸣唱而被称为鸣禽。

研究推测，一类内源性逆转录病毒K（ERVK）伴随着雀形目鸟类的物种分化在其基因组中积累，促进了雀形目鸟类在遗传和性状方面的多样性。尽管这些序列元件是古病毒感染宿主留下的“遗迹”，绝大多数已不再有完整的病毒基因功能，但病毒残留的序列也可能影响着鸣禽脑中的基因表达。

“我们发现，雀形目鸟类中多个基因的表达，可能受到了古老病毒ERVK Solo-LTRs序列元件的调控。”论文第一作者、中国科学院大学华大专项-武汉华大生命科学研究院联合培养博士研究生陈光霁介绍道，“通过比较雀形目鸟类（斑胸草雀）和非雀形目鸟类（鸡）的大脑基因表达情况，我们发现，ITGA2基因在雀形目鸟类发声学习相关的脑区高度表达。在斑胸草雀中，ITGA2基因上游区域插入的一段病毒来源序列可能对该基因的表达起到了顺式调控的作用。”

HVC、RA和X是鸣禽鸣唱控制通路的相关脑区，在斑胸草雀大脑的HVC区和RA区中都检测到了ITGA2基因的高表达（陈星、冉浩与杨宇等制图）

研究团队不仅在野生斑胸草雀的基因数据中，观察到内源性逆转录病毒K Solo-LTRs呈现基因组插入位点的多样性，也在其生殖系统中，发现了内源性逆转录病毒K基因高表达活性，而生殖系统中的高活性是古老病毒序列得以垂直传播的先决条件。

这些结果提示，直至今日，这些古老的病毒序列可能仍在不断地改变雀形目鸟类的基因组结构，影响鸟类的遗传多样性组成。

Nature成果作者署名：浙江大学生命演化研究中心张国捷教授，美国加州大学圣迭戈分校Siavash Mirarab副教授与张国捷课题组前博士后、现任哥本哈根大学助理教授的Josefin Stiller博士为文章的通讯作者；华大生命科学研究院方琦博士、邓媛博士、陈光霁、高榕声、周程冉博士为论文共同作者。

Nature communications成果作者署名：中国科学院大学华大专项-武汉华大生命科学研究院联合培养博士研究生陈光霁为文章第一作者；浙江大学生命演化研究中心和良渚实验室的冯少鸿研究员与复旦大学崔杰教授为文章的通讯作者；浙江大学生命演化研究中心张国捷教授、余丹、孙丹阳、卢妍林，中国科学院上海免疫与感染研究所李祥博士、王晓静博士，华侨大学硕士研究生杨宇、柯荣秦教授为文章共同作者。

文章链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07323-1

https://www.nature.com/articles/s41467-024-47501-3

万种鸟类基因组计划（B10K）介绍

万种鸟类基因组计划（B10K）是由华大生命科学研究院、浙江大学生命演化研究中心、丹麦哥本哈根大学、美国洛克菲勒大学、中国科学院北京动物研究所、史密森学会国家自然历史博物馆和国内外多个研究中心、自然历史博物馆共同发起的国际联合攻关项目。

项目旨在构建所有现生约10500种鸟类的基因组图谱，将从全基因组水平构建所有现生鸟类物种的生命之树，解码动物遗传变异和性状差异之间的联系，揭示分子演化和生物地理学及生物多样性之间的关系，评估环境气候及人类活动对物种演化过程及生物多样性的影响，并且揭示整个鸟纲物种的种群变化历史。

B10K项目至今已在SCI期刊文章累计88篇，包括在CNS正刊发表13篇文献，以及数十篇在Nature Ecology & Evolution, Nature communications， Science Advances等国际著名期刊。更多信息可访问万种鸟基因组计划（B10K）官方网站https://b10k.genomics.cn/ 和https://b10k.com。