Collaborative Research: Phylogenomics of palaeognathous birds and the genomic basis of flightlessness

合作研究:古颌鸟类的系统基因组学和不会飞的基因组基础

基本信息

  • 批准号:
    1355292
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 35万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2014-06-15 至 2018-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Flightless birds, including species such as the ostrich and emu (which belong to a bird group called the ratites), present a remarkable series of traits related to their loss of flight. Such traits include shortening of the bones in the forelimbs, extreme increases or decreases in body size, loss of the breast bone to which the flight muscles attach, and many other modifications. Moreover, recent research suggests that this suite of traits may have evolved multiple times within the ratites. By studying the evolution of such traits and determining which regions of the genome likely underlie them, we can gain insight into how evolution occurs in parallel in the natural world. We can also gain a better understanding of the types of genes that change when morphological traits are lost in the way they have been in the ratites. Ultimately, a better understanding of links between genotype and phenotype can help us understand the genetic basis for variation in the human phenotype. We expect that some human malformations, including the loss of digits, bones in the hand or forelimbs, likely occur because of mutations in some of the same genes or regulatory regions that underlie flightlessness in the ratites. In fact, one way we will attempt to find the genetic underpinnings of flightlessness in the ratites is to examine the evolution of ratite genes that are known from previous studies to cause similar morphologies in laboratory mice. Thus this study will forge important links between mutations known in developmental studies in the lab and natural variations we find in distantly related vertebrates. This project will use comparisons among the genomes of flightless birds, in combination with morphological studies and phylogenetic methods, to understand the genomic basis of traits contributing to flightlessness. Complete sequencing of the genomes of 8 ratite species will yield a robust genealogical tree of ratites and their relationships to the tinamous, a volant bird group closely related to, and likely embedded within, the ratites. This tree will in turn permit identification of conserved regulatory regions occurring near genes known to contribute to limb loss in better-studied models for development, such as chickens and mice. The timing of origin and loss of regulatory regions, such as conserved regions occurring outside of genes, will reveal important clues about the regulatory and genetic basis of trait evolution in flightless birds. Previous phylogenetic work in the strongly suggests that flight likely was lost independently in multiple lineages of ratites in parallel. This scenario will add statistical power to our inferences of the genomic underpinnings of morphological change, because it will allow us to identify genomic regions that have changed independently in flightless lineages. Thus, this project will also elucidate how convergent morphological changes occur at the genomic level. These themes will be used in a number of outreach activities, including an educational video, classroom teaching of undergraduates, and graduate student outreach in local K-12 schools.
不会飞的鸟类,包括鸵鸟和鸸鹋(属于平胸鸟类)等物种,表现出一系列与它们失去飞行能力相关的显着特征。 这些特征包括前肢骨骼缩短、体型极度增大或减小、飞行肌肉附着的胸骨缺失以及许多其他改变。 此外,最近的研究表明,这套特征可能在平胸鸟体内进化了多次。 通过研究这些特征的进化并确定基因组的哪些区域可能是它们的基础,我们可以深入了解进化如何在自然世界中并行发生。 我们还可以更好地了解当平胸鸟的形态特征丢失时,基因类型会发生变化。 最终,更好地了解基因型和表型之间的联系可以帮助我们了解人类表型变异的遗传基础。 我们预计,一些人类畸形,包括手指、手骨或前肢的缺失,很可能是由于导致平胸鸟无法飞行的某些相同基因或调控区域发生突变而发生的。 事实上,我们试图找到平胸鸟不能飞的遗传基础的一种方法是检查平胸鸟基因的进化,从之前的研究中已知这些基因会在实验室小鼠中引起类似的形态。 因此,这项研究将在实验室发育研究中已知的突变与我们在远缘脊椎动物中发现的自然变异之间建立重要的联系。该项目将利用不会飞的鸟类的基因组比较,结合形态学研究和系统发育方法,来了解导致不会飞的性状的基因组基础。 对 8 个平胸鸟物种的基因组进行完整测序将产生一个稳健的平胸鸟谱系树及其与平胸鸟的关系,平胸鸟是一种与平胸鸟密切相关且可能嵌入其中的飞行鸟类。 反过来,这棵树将允许识别出现在已知导致在更好研究的发育模型(例如鸡和小鼠)中肢体丧失的基因附近的保守调节区域。 调控区域的起源和丢失时间,例如基因之外的保守区域,将揭示不会飞的鸟类性状进化的调控和遗传基础的重要线索。 先前的系统发育研究强烈表明,平胸鸟的多个谱系可能同时独立地丧失了飞行能力。 这种情况将为我们对形态变化的基因组基础的推断增加统计能力,因为它将使我们能够识别在不会飞行的谱系中独立变化的基因组区域。 因此,该项目还将阐明在基因组水平上如何发生趋同形态变化。 这些主题将用于许多外展活动,包括教育视频、本科生课堂教学以及当地 K-12 学校的研究生外展。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Julia Clarke其他文献

Life in Dead Things: Unreading Memorials in Thomas Hardy’s Tess of the D’Urbervilles
死物中的生命:托马斯·哈代《德伯家的苔丝》中未读的纪念
Ten considerations for conservation policy makers for the post-COVID-19 transition
保护政策制定者在 COVID-19 后过渡时期的十大考虑因素
  • DOI:
    10.32942/osf.io/6wn7v
  • 发表时间:
    2020-11-27
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    S. Cooke;P. Soroye;J. Brooks;Julia Clarke;A. Jeanson;A. Berberi;M. Piczak;C. H. Reid;J. Desforges;J. Guay;A. Drake;Alexander M Jardine;Jeffrey P. Ethier;Hannah E. Keefe;A. M. Medd;Brandon P. M. Edwards;Connor Reeve;Adam Perkovic;Acacia Frempong‐Manso;L. Larochelle;S. Patterson;Maisy Roach‐Krajewski;A. Howarth;Brittany Bard;E. J. Harmsen;J. Robichaud;Serina Serré;Christian J Bihun;R. Buxton;V. Nguyen;L. Woodall;W. J. Sutherland;J. Bennett
  • 通讯作者:
    J. Bennett
Trajectories and predictive factors of weight recovery in patients with anorexia nervosa completing treatment. A latent class mixed model approach.
神经性厌食症患者完成治疗后体重恢复的轨迹和预测因素。
On the alarming state of freshwater biodiversity in Canada
  • DOI:
    10.1139/cjfas-2021-0073
  • 发表时间:
    2021-06-28
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Miss Jessica Emilie Desforges;Julia Clarke;E. J. Harmsen;Ale;er M Jardine;er;J. Robichaud;Serina Serré;P. Chakrabarty;J. Bennett;Dalal E. L. Hanna;J. Smol;T. Rytwinski;Miss Jessica J Taylor;A. Martel;Am;a K. Winegardner;a;J. Marty;M. Taylor;C. O’Connor;S. Robinson;Andrea J. Reid;I. Creed;I. Gregory‐Eaves;N. W. Lapointe;S. Cooke
  • 通讯作者:
    S. Cooke

Julia Clarke的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Julia Clarke', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: Paleocolor--The Mechanics and Evolution of Plumage Color in Birds and Other Dinosaurs
合作研究:古色——鸟类和其他恐龙羽毛颜色的机制和进化
  • 批准号:
    1251922
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Late Cretaceous-Paleogene Vertebrates from Antarctica: Implications for Paleobiogeography, Paleoenvironment, and Extinction in Polar Gondwana
合作研究:来自南极洲的白垩纪晚期-古近纪脊椎动物:对极地冈瓦纳古生物地理学、古环境和灭绝的影响
  • 批准号:
    1141820
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Wings to Flippers-Phylogenetics, Character Acquisition, and Feather Biomechanics in the Evolution of Wing-Propelled Diving
合作研究:从翅膀到鳍状肢——翼推进潜水进化过程中的系统发育学、特征获取和羽毛生物力学
  • 批准号:
    0949897
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Integrated Study of an Exceptional Avifauna from the Eocene Green River Formation: New Data on Avian Evolution and Taphonomy
合作研究:始新世绿河地层中一种特殊鸟类的综合研究:鸟类进化和埋藏学的新数据
  • 批准号:
    0938199
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Standard Grant
New Approaches and Rapid Assessment of Key Avian Fossils from the Cretaceous of Antarctica
南极白垩纪主要鸟类化石的新方法和快速评估
  • 批准号:
    0927341
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Integrated Study of an Exceptional Avifauna from the Eocene Green River Formation: New Data on Avian Evolution and Taphonomy
合作研究:始新世绿河地层中一种特殊鸟类的综合研究:鸟类进化和埋藏学的新数据
  • 批准号:
    0719758
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Standard Grant
New Approaches and Rapid Assessment of Key Avian Fossils from the Cretaceous of Antarctica
南极白垩纪主要鸟类化石的新方法和快速评估
  • 批准号:
    0731404
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Standard Grant
US-Peru Planning Visit: Collaborative Research on Penguin Evolution and Biogeography
美国-秘鲁计划访问:企鹅进化和生物地理学合作研究
  • 批准号:
    0621574
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SGER: Morphological Study of a Key Avian Fossil from Antarctica: New Data from X-Ray Computed Tomography and Histology
SGER:南极洲重要鸟类化石的形态学研究:X 射线计算机断层扫描和组织学的新数据
  • 批准号:
    0408308
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

防己科的系统发育基因组学与多样化研究
  • 批准号:
    32300197
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于系统发育基因组学的柯萨奇病毒A组6型进化、重组与致病性研究
  • 批准号:
    32360003
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
枸杞属(Lycium)系统发育基因组学和生物地理学研究
  • 批准号:
    32360058
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
世界鹤虱属(紫草科)系统发育基因组学研究和分类修订
  • 批准号:
    32300183
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
姜属植物的系统发育基因组学与时空进化研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Collaborative Research: Spatial phylogenomics and diet evolution of the megadiverse plant bugs (Hemiptera: Miridae)
合作研究:巨型植物昆虫(半翅目:蝽科)的空间系统发育和饮食进化
  • 批准号:
    2317209
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Integrative Phylogenomics of Wing Repurposing, Vestigiality and Loss
合作研究:机翼再利用、退化和损失的综合系统基因组学
  • 批准号:
    2209323
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: RUI: Uncovering eusocial pathways and consequences: Phylogenomics, morphological, and molecular evolution in Synalpheus snapping shrimps.
合作研究:RUI:揭示真社会途径和后果:鳄虾的系统基因组学、形态学和分子进化。
  • 批准号:
    2306958
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: RUI: Uncovering eusocial pathways and consequences: Phylogenomics, morphological, and molecular evolution in Synalpheus snapping shrimps.
合作研究:RUI:揭示真社会途径和后果:鳄虾的系统基因组学、形态学和分子进化。
  • 批准号:
    2345470
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: RUI: Uncovering eusocial pathways and consequences: Phylogenomics, morphological, and molecular evolution in Synalpheus snapping shrimps.
合作研究:RUI:揭示真社会途径和后果:鳄虾的系统基因组学、形态学和分子进化。
  • 批准号:
    2306957
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了