2026年9月5日，西北工业大学生命科学与技术学院王堃教授、冯晨光副教授联合鲁东大学、美国罗格斯大学等国内外合作者，在国际权威期刊Science Advances上发表研究论文 “Abalone genomics reveals an ancient asymmetry axis and the multifunctionality of the mantle”， 揭示了腹足类动物独特左右不对称身体结构形成的分子基础，并发现外套膜除参与贝壳形成外，还具有色素合成和环境感知等多种潜在功能，为理解软体动物形态创新和器官功能演化提供了新的线索。

腹足纲动物包括鲍鱼、海螺、蜗牛等，共8万余种，数量上仅次于昆虫纲。与大多数左右对称的动物不同，腹足类在长期演化过程中形成了独特的不对称身体结构。然而，这种特殊身体结构如何在发育过程中形成，以及背后的遗传调控机制，一直是演化发育生物学领域的重要问题。

研究人员利用彩虹鲍（Haliotis iris）高质量基因组资源，结合比较基因组、转录组、组织定位和功能验证等方法，对腹足类关键性状的遗传基础进行了系统研究：

分析发现，经典的对称轴调控基因pitx 在彩虹鲍左右外套膜中呈现显著差异表达，其表达水平较高的一侧对应较小的外套膜叶。进一步研究显示，一个此前未被发现的长链非编码RNA（lncRNA1）对pitx基因存在转录后水平的正调控。这种调控关联可追溯至腹足类演化早期；这意味着lncRNA1-pitx轴至少从寒武纪时期便形成，并长期参与维持这一类群特有的不对称身体结构。

图1 虹鲍左右外套膜的不对称形态及lncRNA1-pitx调控关联

在软体动物中，外套膜被认为主要参与贝壳形成。本研究发现，腹足类外套膜还承担着更加多样化的生物学功能。彩虹鲍全身的黑色素并非原位合成，而是由外套膜合成后运输过去的。同时，研究解析了由wnt-mitf-tyr相关基因组成的黑色素生成调控框架。其中，转录因子MITF能够促进酪氨酸酶基因（tyr）表达，从而参与黑色素合成。研究还发现，外套膜中特异表达一种与脊椎动物听觉相关蛋白prestin类似的基因，其表达能够特异性地响应水流振动刺激，提示腹足类外套膜可能具有潜在的机械感知功能。

图2 外套膜作为虹鲍黑色素主要合成部位的多组学与功能证据

这些工作不仅揭示了腹足类动物不对称身体结构形成的新型分子调控模式，也拓展了对动物器官功能创新的认识，为后续开展软体动物发育、适应演化和种质资源研究奠定了基础。

西北工业大学博士研究生李春晖、辛培栋以及已出站博士后研究员陈甜甜（现工作于陕西理工大学）作为共同第一作者参与了研究工作。西北工业大学冯晨光副教授、王堃教授、美国罗格斯大学郭希明教授、鲁东大学王晓通教授为共同通讯作者。邱强教授和齐继艳教授为本研究提供了重要指导。本研究得到山东省重点研发计划、高校青年教师科研创新能力支持项目、国家重点研发计划、中央高校基本科研业务费等项目资助。

论文链接：www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeb8392

（文/图：冯晨光；审核：张敏乔）