The genetic basis and fitness consequences of sperm midpiece size in deer mice.
The genetic basis and fitness consequences of sperm midpiece size in deer mice.
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DOI：
10.1038/ncomms13652
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发表时间：
2016-12-02
影响因子：
16.6
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
物种之间的繁殖性状多种多样，但通常在很短的进化时间尺度内实现分化的遗传机制仍然难以捉摸。在这里，我们研究了两种具有不同交配系统的姐妹种白鼠属小鼠。我们发现，乱交物种产生的精子比一夫一妻制物种具有更长的中段，并且中段大小与竞争能力和游泳表现呈正相关。利用正向遗传学，我们鉴定了一个与中段长度相关的基因：Prkar1a，它编码 PKA 的 R1α 调节亚基。 R1α 位于白鼠属的中段，在两个物种的成熟精子中表达差异，但在睾丸中的含量相似。我们还表明，该位点的遗传变异可以准确预测男性生殖成功。我们的研究结果表明，生殖性状的快速进化可以通过细胞类型特异性改变普遍表达的基因来实现，并对健康产生重要影响。 不同物种的精子形态存在巨大变化，但具体变化方式和原因尚不清楚。在这里，作者在 Peromyscus 小鼠中证明，精子中段长度影响游泳速度和雄性生育能力，并受到普遍表达的基因 Prkar1a 的细胞类型特异性表达的调节。
An extensive array of reproductive traits varies among species, yet the genetic mechanisms that enable divergence, often over short evolutionary timescales, remain elusive. Here we examine two sister-species of Peromyscus mice with divergent mating systems. We find that the promiscuous species produces sperm with longer midpiece than the monogamous species, and midpiece size correlates positively with competitive ability and swimming performance. Using forward genetics, we identify a gene associated with midpiece length: Prkar1a, which encodes the R1α regulatory subunit of PKA. R1α localizes to midpiece in Peromyscus and is differentially expressed in mature sperm of the two species yet is similarly abundant in the testis. We also show that genetic variation at this locus accurately predicts male reproductive success. Our findings suggest that rapid evolution of reproductive traits can occur through cell type-specific changes to ubiquitously expressed genes and have an important effect on fitness. Across species there are large changes in sperm morphology, yet how and why is unclear. Here, the authors show in Peromyscus mice, that the sperm midpiece length influences swimming speed and male fertility, and is regulated by cell-type specific expression of a ubiquitously expressed gene, Prkar1a.
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影响因子：
2.1
作者：
Holt, W. V.;Hernandez, M.;Satake, N.
通讯作者：
Satake, N.
DOI：
10.1098/rspb.2006.3752
发表时间：
2007-02-22
影响因子：
4.7
作者：
Immler, Simone;Birkhead, Tim R.
通讯作者：
Birkhead, Tim R.
影响因子：
--
作者：
CARDULLO, RA;BALTZ, JM
通讯作者：
BALTZ, JM
后性性选择与精子形态变化的降低有关。
影响因子：
3.7
作者：
Calhim, Sara;Immler, Simone;Birkhead, Tim R.
通讯作者：
Birkhead, Tim R.
影响因子：
64.8
作者：
Fisher, Heidi S.;Hoekstra, Hopi E.
通讯作者：
Hoekstra, Hopi E.