味觉能辨别食物的营养或有害成分,并触发或调节动物的取食行为,因而对动物的生存至关重要。哺乳动物通常具有五种基本味觉:甜觉、鲜觉、苦觉、酸觉和咸觉。甜觉和鲜觉能分别识别有营养的糖类和蛋白质,并引起食欲;苦觉和酸觉能避免摄入潜在的有害食物,并引起厌恶反应;咸觉能识别钠和其它的矿物质,进而维持机体内环境的相对稳定。除了啮齿类,蝙蝠是世界上多样性最丰富的哺乳动物类群。蝙蝠的食物也非常丰富,包括昆虫、鱼、青蛙、小型哺乳动物、果实、花、花蜜和血液。根据食性的不同,蝙蝠大致可分为食虫性蝙蝠、植食性蝙蝠和吸血蝙蝠三大类群。因此,蝙蝠为研究哺乳动物食性进化的遗传学基础提供了理想的实验材料。选取了具有不同食性的蝙蝠代表物种,我们研究了蝙蝠的甜觉、鲜觉和苦觉受体基因的分子进化,揭示了蝙蝠食性进化的分子遗传学基础。第一,我们发现食虫性蝙蝠和植食性蝙蝠的甜觉受体基因很保守、进化速度没有显著差异,提示这些蝙蝠都具有甜觉感知能力。然而,我们发现吸血蝙蝠的甜觉受体基因都是缺乏功能的假基因,提示吸血蝙蝠无法感知甜味物质。这与吸血蝙蝠高度特化的食性相吻合:它们仅以血液为食,依赖于发达的嗅觉和红外感受器发现血液,不再需要甜觉。第二,我们发现所有的蝙蝠代表物种普遍具有鲜觉受体假基因,提示蝙蝠普遍无法感知鲜味物质,即使食虫蝙蝠能取食具有丰富蛋白质的昆虫。第三,我们研究了蝙蝠苦觉受体基因的分子进化,发现吸血蝙蝠的苦觉受体假基因显著多于其它蝙蝠,说明吸血蝙蝠的味觉功能较退化,这也是与吸血蝙蝠单一的食性相吻合的。同时,我们还发现,鼠耳蝠属的蝙蝠发生了多次的基因复制,具有数量最多的苦觉受体基因。功能实验初步结果表明,很多复制基因发生了显著的功能分化。我们还将研究其它和食性相关基因,在基因数目、基因序列、信号通路等不同层次上,利用分子进化、比较基因组学、功能基因组学等技术和方法,全面地揭示蝙蝠食性进化的分子遗传学机制及其在蝙蝠适应辐射过程中的重要作用。