Published May 4, 2020
| Version v1
Publication
Open
TAS2R20 variants confer dietary adaptation to high‐quercitrin bamboo leaves in Qinling giant pandas
Creators
- 1. Chinese Academy of Sciences
- 2. Institute of Zoology
- 3. University of Chinese Academy of Sciences
- 4. Boston Children's Hospital
- 5. Harvard University
- 6. Nanjing Normal University
- 7. Kunming Institute of Zoology
Description
Abstract Sensitivity to bitter tastes provides animals with an important means of interacting with their environment and thus, influences their dietary preferences. Genetic variants encoding functionally distinct receptor types contribute to variation in bitter taste sensitivity. Our previous study showed that two nonsynonymous sites, A52V and Q296H, in the TAS2R20 gene are directionally selected in giant pandas from the Qinling Mountains, which are speculated to be the causative base‐pair changes of Qinling pandas for the higher preference for bamboo leaves in comparison with other pandas. Here, we used functional expression in engineered cells to identify agonists of pTAS2R20 (i.e., giant panda's TAS2R20) and interrogated the differences in perception in the in vitro responses of pTAS2R20 variants to the agonists. Our results show that pTAS2R20 is specifically activated by quercitrin and that pTAS2R20 variants exhibit differences in the sensitivity of their response to the agonist. Compared with pTAS2R20 in pandas from other areas, the receptor variant with A52V and Q296H, which is most commonly found in Qinling pandas, confers a significantly decreased sensitivity to quercitrin. We subsequently quantified the quercitrin content of the leaves of bamboo distributed in the Qinling Mountains, which was found to be significantly higher than that of the leaves of bamboo from panda habitats in other areas. Our results suggest that the decreased sensitivity to quercitrin in Qinling pandas results in higher‐quercitrin‐containing bamboo leaves to be tasting less bitter to them and thus, influences their dietary preference. This study illustrates the genetic adaptation of Qinling pandas to their environments and provides a fine example of the functional effects of directional selection in the giant panda.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
توفر الحساسية المجردة للأذواق المريرة للحيوانات وسيلة مهمة للتفاعل مع بيئتها، وبالتالي تؤثر على تفضيلاتها الغذائية. تساهم المتغيرات الوراثية التي تشفر أنواع المستقبلات المتميزة وظيفيًا في التباين في حساسية الطعم المر. أظهرت دراستنا السابقة أن موقعين غير مرادفين، A52V و Q296H، في جين TAS2R20 يتم اختيارهما بشكل مباشر في الباندا العملاقة من جبال تشينلينغ، والتي يُعتقد أنها التغيرات الأساسية المسببة لباندا تشينلينغ للتفضيل الأعلى لأوراق الخيزران مقارنة بالباندا الأخرى. هنا، استخدمنا التعبير الوظيفي في الخلايا المهندسة لتحديد منبهات pTAS2R20 (أي TAS2R20 للباندا العملاقة) واستجوبنا الاختلافات في الإدراك في الاستجابات المختبرية لمتغيرات pTAS2R20 للمنبهات. تظهر نتائجنا أن pTAS2R20 يتم تنشيطه على وجه التحديد بواسطة الكيرسيترين وأن متغيرات pTAS2R20 تظهر اختلافات في حساسية استجابتها للناهض. بالمقارنة مع pTAS2R20 في حيوانات الباندا من مناطق أخرى، فإن متغير المستقبل مع A52V و Q296H، والذي يوجد بشكل شائع في حيوانات الباندا في كينلينغ، يمنح حساسية منخفضة بشكل كبير تجاه الكيرسيترين. قمنا لاحقًا بقياس محتوى الكيرسيترين لأوراق الخيزران الموزعة في جبال تشينلينغ، والذي وجد أنه أعلى بكثير من أوراق الخيزران من موائل الباندا في مناطق أخرى. تشير نتائجنا إلى أن انخفاض الحساسية تجاه الكيرسيترين في حيوانات الباندا في تشينلينغ يؤدي إلى أن تكون أوراق الخيزران المحتوية على الكيرسيترين ذات مذاق أقل مرارة بالنسبة لهم، وبالتالي تؤثر على تفضيلهم الغذائي. توضح هذه الدراسة التكيف الجيني للباندا تشينلينغ مع بيئاتها وتقدم مثالًا جيدًا على التأثيرات الوظيفية للانتقاء الاتجاهي في الباندا العملاقة.Translated Description (French)
Résumé La sensibilité aux goûts amers fournit aux animaux un moyen important d'interagir avec leur environnement et influence ainsi leurs préférences alimentaires. Les variants génétiques codant pour des types de récepteurs fonctionnellement distincts contribuent à la variation de la sensibilité au goût amer. Notre étude précédente a montré que deux sites non synonymes, A52V et Q296H, dans le gène TAS2R20 sont sélectionnés de manière directionnelle chez les pandas géants des montagnes Qinling, qui sont supposés être les changements de paires de bases causales des pandas Qinling pour la préférence plus élevée pour les feuilles de bambou par rapport aux autres pandas. Ici, nous avons utilisé l'expression fonctionnelle dans des cellules modifiées pour identifier les agonistes de pTAS2R20 (c'est-à-dire le TAS2R20 du panda géant) et avons interrogé les différences de perception dans les réponses in vitro des variants de pTAS2R20 aux agonistes. Nos résultats montrent que pTAS2R20 est spécifiquement activé par la quercitrine et que les variants de pTAS2R20 présentent des différences dans la sensibilité de leur réponse à l'agoniste. Par rapport à pTAS2R20 chez les pandas d'autres régions, le variant récepteur avec A52V et Q296H, que l'on trouve le plus souvent chez les pandas Qinling, confère une sensibilité significativement réduite à la quercitrine. Nous avons ensuite quantifié la teneur en quercitrine des feuilles de bambou réparties dans les montagnes de Qinling, qui s'est avérée significativement plus élevée que celle des feuilles de bambou provenant d'habitats de pandas dans d'autres régions. Nos résultats suggèrent que la diminution de la sensibilité à la quercitrine chez les pandas Qinling entraîne un goût moins amer pour les feuilles de bambou contenant plus de quercitrine et influence donc leur préférence alimentaire. Cette étude illustre l'adaptation génétique des pandas Qinling à leur environnement et fournit un bel exemple des effets fonctionnels de la sélection directionnelle chez le panda géant.Translated Description (Spanish)
Resumen La sensibilidad a los sabores amargos proporciona a los animales un medio importante para interactuar con su entorno y, por lo tanto, influye en sus preferencias dietéticas. Las variantes genéticas que codifican tipos de receptores funcionalmente distintos contribuyen a la variación en la sensibilidad al sabor amargo. Nuestro estudio anterior mostró que dos sitios no sinónimos, A52V y Q296H, en el gen TAS2R20 se seleccionan direccionalmente en pandas gigantes de las montañas Qinling, que se especula que son los cambios causales del par de bases de los pandas Qinling por la mayor preferencia por las hojas de bambú en comparación con otros pandas. Aquí, utilizamos la expresión funcional en células modificadas genéticamente para identificar agonistas de pTAS2R20 (es decir, TAS2R20 de panda gigante) e interrogamos las diferencias en la percepción en las respuestas in vitro de las variantes de pTAS2R20 a los agonistas. Nuestros resultados muestran que pTAS2R20 se activa específicamente por la quercitrina y que las variantes de pTAS2R20 presentan diferencias en la sensibilidad de su respuesta al agonista. En comparación con pTAS2R20 en pandas de otras áreas, la variante del receptor con A52V y Q296H, que se encuentra con mayor frecuencia en los pandas Qinling, confiere una sensibilidad significativamente menor a la quercitrina. Posteriormente cuantificamos el contenido de quercitrina de las hojas de bambú distribuidas en las montañas de Qinling, que se encontró que era significativamente mayor que el de las hojas de bambú de hábitats de panda en otras áreas. Nuestros resultados sugieren que la disminución de la sensibilidad a la quercitrina en los pandas Qinling da como resultado que las hojas de bambú que contienen mayor cantidad de quercitrina tengan un sabor menos amargo y, por lo tanto, influyan en su preferencia dietética. Este estudio ilustra la adaptación genética de los pandas Qinling a sus entornos y proporciona un buen ejemplo de los efectos funcionales de la selección direccional en el panda gigante.Files
ece3.6327.pdf
Files
(16.0 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:1e14e94175229516f0d23e9c7311f1b9
|
16.0 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تمنح متغيرات TAS2R20 التكيف الغذائي لأوراق الخيزران عاليةالكيرسيترين في حيوانات الباندا العملاقة في تشينلينغ
- Translated title (French)
- Les variantes de TAS2R20 confèrent une adaptation alimentaire aux feuilles de bambou à haute teneur en quercitrine chez les pandas géants Qinling
- Translated title (Spanish)
- Las variantes TAS2R20 confieren adaptación dietética a las hojas de bambú con alto contenido de quercitrina en los pandas gigantes de Qinling
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3023504054
- DOI
- 10.1002/ece3.6327
References
- https://openalex.org/W1493391542
- https://openalex.org/W1713033954
- https://openalex.org/W1876851871
- https://openalex.org/W1904262466
- https://openalex.org/W1965180880
- https://openalex.org/W1969770412
- https://openalex.org/W1970872348
- https://openalex.org/W1975951935
- https://openalex.org/W1983001060
- https://openalex.org/W1985101496
- https://openalex.org/W1994822882
- https://openalex.org/W2003107309
- https://openalex.org/W2006393322
- https://openalex.org/W2008802648
- https://openalex.org/W2031918610
- https://openalex.org/W2033512686
- https://openalex.org/W2038573621
- https://openalex.org/W2045358393
- https://openalex.org/W2053300511
- https://openalex.org/W2062801880
- https://openalex.org/W2071196106
- https://openalex.org/W2085318500
- https://openalex.org/W2096921233
- https://openalex.org/W2104951090
- https://openalex.org/W2108366874
- https://openalex.org/W2109159205
- https://openalex.org/W2119219724
- https://openalex.org/W2119434428
- https://openalex.org/W2136720095
- https://openalex.org/W2137311570
- https://openalex.org/W2146102643
- https://openalex.org/W2156426110
- https://openalex.org/W2171295428
- https://openalex.org/W2398160652
- https://openalex.org/W2406928599
- https://openalex.org/W2470473100
- https://openalex.org/W2577093329
- https://openalex.org/W2754888199
- https://openalex.org/W2769430985
- https://openalex.org/W2810219017
- https://openalex.org/W2908387490
- https://openalex.org/W2912030815
- https://openalex.org/W2914868616
- https://openalex.org/W2943190074
- https://openalex.org/W3023504054