Knowledge of the physiological and morphological evolution and adaptation of non-human primates is critical to understand hominin origins, physiological ecology, morphological evolution and applications in biomedicine. Particularly, limestone langurs represent a direct example of adaptations to the challenges of exploiting a high calcium and harsh environment. Here, we report a de novo genome assembly (Tfra_2.0) of a male François's langur (Trachypithecus francoisi) with contig N50 of 16.3 Mb, and re-sequencing data of 23 individuals representing five limestone and four forest langur species. Comparative genomics reveals evidence for functional evolution in genes and gene families related to calcium signaling in the limestone langur genome, probably as an adaptation to naturally occurring high calcium levels present in water and plant resources in karst habitats. The genomic and functional analyses suggest that a single point mutation (Lys1905Arg) in the α1c subunit of the L-type voltage-gated calcium channel Cav1.2 (CACNA1C) attenuates the inward calcium current into the cells in vitro. Population genomic analyses and RNA-sequencing indicate that EDNRB is less expressed in white tail hair follicles of the white-headed langur (T. leucocephalus) compared to the black colored François's langur and hence might be responsible for species-specific differences in body coloration. Our findings contribute to a new understanding of gene-environment interactions and physio-morphological adaptative mechanisms in ecologically specialized primate taxa.

中文翻译：

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石灰石叶猴对喀斯特生境的生理形态适应的基因组机制。

了解非人类灵长类动物的生理和形态演变以及适应性对于了解人源素的起源，生理生态学，形态演变以及在生物医学中的应用至关重要。特别是，石灰石叶猴代表了适应高钙和恶劣环境的挑战的直接例子。在这里，我们报道了雄性弗朗索瓦叶猴（Trachypithecus francoisi）的重叠群N50为16.3 Mb的从头基因组组装（Tfra_2.0），并对代表5个石灰石和4种森林叶猴的23个人进行了重新测序。比较基因组学揭示了石灰石叶猴基因组中与钙信号相关的基因和基因家族功能进化的证据，可能是为了适应喀斯特生境中水和植物资源中天然存在的高钙水平。基因组和功能分析表明，L型电压门控钙通道Cav1.2（CACNA1C）的α1c亚基中的单点突变（Lys1905Arg）会减弱体外进入细胞的钙电流。群体基因组分析和RNA测序表明，与黑色的弗朗索瓦叶猴相比，白头叶猴（T.leucocephalus）的白尾毛囊中EDNRB的表达较少，因此可能是造成人体特定物种差异的原因。我们的发现有助于对生态环境中的灵长类动物类群中基因-环境相互作用和生理形态适应机制的新认识。基因组和功能分析表明，L型电压门控钙通道Cav1.2（CACNA1C）的α1c亚基中的单点突变（Lys1905Arg）会减弱体外进入细胞的钙电流。群体基因组分析和RNA测序表明，与黑色François的叶猴相比，EDNRB在白头叶猴（T.leucocephalus）的白尾毛囊中表达较少，因此可能是造成人体特定物种差异的原因。我们的发现有助于对生态环境中的灵长类动物类群中基因-环境相互作用和生理形态适应机制的新认识。基因组和功能分析表明，L型电压门控钙通道Cav1.2（CACNA1C）的α1c亚基中的单点突变（Lys1905Arg）会减弱体外进入细胞的钙电流。群体基因组分析和RNA测序表明，与黑色的弗朗索瓦叶猴相比，白头叶猴（T.leucocephalus）的白尾毛囊中EDNRB的表达较少，因此可能是造成人体特定物种差异的原因。我们的发现有助于对生态专业灵长类动物分类中的基因-环境相互作用和生理形态适应机制的新认识。2（CACNA1C）减弱了体外进入细胞的内向钙电流。群体基因组分析和RNA测序表明，与黑色的弗朗索瓦叶猴相比，白头叶猴（T.leucocephalus）的白尾毛囊中EDNRB的表达较少，因此可能是造成人体特定物种差异的原因。我们的发现有助于对生态环境中的灵长类动物类群中基因-环境相互作用和生理形态适应机制的新认识。2（CACNA1C）减弱了体外进入细胞的内向钙电流。群体基因组分析和RNA测序表明，与黑色的弗朗索瓦叶猴相比，白头叶猴（T.leucocephalus）的白尾毛囊中EDNRB的表达较少，因此可能是造成人体特定物种差异的原因。我们的发现有助于对生态环境中的灵长类动物类群中基因-环境相互作用和生理形态适应机制的新认识。叶猴，因此可能是造成特定物种体色差异的原因。我们的发现有助于对生态环境中的灵长类动物类群中基因-环境相互作用和生理形态适应机制的新认识。叶猴，因此可能是造成特定物种体色差异的原因。我们的发现有助于对生态专业灵长类动物分类中的基因-环境相互作用和生理形态适应机制的新认识。