Pioneering Betta splendens as a new vertebrate model for evolutionary and behavioral genetics

开创性的斗鱼作为进化和行为遗传学的新脊椎动物模型

基本信息

  • 批准号:
    10672983
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 40.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-09-15 至 2026-07-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Project Summary Ever since the development of Darwin’s evolutionary theory, domesticated animals such as dogs and pigeons have provided key insights into the evolutionary process, the molecular bases of morphological and physiological adaptations, as well as into the genetics of biomedical traits. Yet, the experimentation in domesticated animals needed to obtain mechanistic insights is challenging because of difficulties with genetic manipulation, relatively long generation times, and ethical concerns. To leverage the advantages of domesticates while allowing for detailed dissection of the genes and pathways underlying important traits, we propose to develop Siamese Fighting Fish, Betta splendens, as a powerful new vertebrate model for evolutionary genetics. This model will allow us to learn about the molecular causes and phenotypic consequences of morphological and behavioral adaptations. Betta splendens were domesticated in Thailand beginning around 650 years ago for fighting in organized com- petitions, providing a unique window into the evolution of extreme aggressive behavior. For the last 120 years, Betta have also been bred for ornamental purposes and are now one of the most popular pet fish. Like in many domesticates, artificial selection has led to a remarkable diversity of morphological phenotypes, including col- ors and fin types, as well as to traits of potential biomedical interest, including vertebral column defects and infertility. At the same time, Betta present a number of advantages as an experimental system: (i) they fertilize externally, facilitating genetic manipulation; (ii) they develop quickly inside transparent eggs, allowing for effi- cient analyses of development; (iii) they have generation times of nine weeks and clutch sizes of ~400, facilitat- ing experimental genetic analyses; and (iv) the Betta genome is only 441 Mb, among the smallest in verte- brates, making whole genome resequencing methods particularly affordable. To leverage these features, we propose to combine population genetics of wild and domesticated animals with quantitative genetic mapping and functional studies under controlled laboratory conditions. Specifically, we will: Develop a genomic toolkit in a new vertebrate system for evolutionary genetics; unravel the domesti- cation genetics of Betta splendens; discover molecular bases of morphological diversity; and study the evolutionary genetics of aggression. Impact: This project will establish B. splendens as a novel model organism in evolutionary genetics, help to dissect the genetic and molecular bases of behavioral and morphological evolution, and provide the foundation for studies that address how evolution can reshape neuronal circuits of aggression, vital for elucidating the mo- lecular basis underlying this important trait.
项目概要 自从达尔文进化论发展以来,狗、鸽子等家养动物 提供了对进化过程、形态和形态的分子基础的重要见解。 生理适应,以及生物医学特征的遗传学。 由于遗传困难,获得机械见解所需的驯养动物具有挑战性 操纵、相对较长的生成时间和道德问题。 驯化的同时允许对重要性状背后的基因和途径进行详细剖析,我们 建议开发暹罗斗鱼(Betta splendens)作为一种强大的新脊椎动物模型 这个模型将使我们能够了解分子原因和表型。 形态和行为适应的后果。 大约 650 年前,泰国斗鱼开始被驯化,用于有组织的战斗。 请愿书为了解过去 120 年来极端攻击行为的演变提供了一个独特的窗口。 斗鱼也被培育用于观赏目的,现在是最受欢迎的宠物鱼之一。 驯化后,人工选择导致了形态表型的显着多样性,包括 脊椎和鳍的类型,以及潜在生物医学兴趣的特征,包括脊柱缺陷和 同时,Betta 作为实验系统具有许多优点:(i) 它们可以受精。 在外部,促进基因操作;(ii)它们在透明蛋内快速发育,从而实现高效 发育的科学分析;(iii)它们的繁殖时间为九周,每窝数量约为 400,有利于 (iv) Betta 基因组只有 441 Mb,是脊椎动物中最小的基因组之一 布拉茨,使全基因组重测序方法特别经济实惠,为了利用这些功能,我们。 提议将野生和驯养动物的群体遗传学与定量遗传图谱结合起来 具体来说,我们将: 在新的脊椎动物系统中开发基因组工具包,以解开国内进化遗传学的谜团; 芨芨草的阳离子遗传学;发现和研究形态多样性的分子基础; 攻击性的进化遗传学。 影响:该项目将把芨芨草建立为进化遗传学中的一种新型模式生物,有助于 剖析行为和形态进化的遗传和分子基础,并提供基础 表彰关于进化如何重塑攻击性神经回路的研究,这对于阐明进化的机制至关重要 这一重要特征的分子基础。

项目成果

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知道了