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中国科学家使用Pacbio和Hi
发布时间:2020-10-15    阅读次数:733次    作者:

海鞘在进化地位上属于无脊椎动物和脊椎动物之间的过渡物种,因其对环境的适应能力强而广泛分布于世界各地。长期以来,海鞘作为发育生物学中重要的模式动物得到了广泛的研究,但其适应的组学基础尚未得到充分的论证。柄海鞘(Styela clava)是中国北方近海海鞘的优势种,在年均水温为-2至23的海域可以高密度生存和繁殖。作为一种污损生物,柄海鞘也被GISD(全球入侵生物数据库)列为重要入侵物种。

2020年6月,形态发生与进化实验室在《Molecular Ecology Recourses》上公布了题为“Genomic basis of environmental adaptation in the leathery sea squirt (Styela clava)”的最新研究成果。该实验室的研究团队利用Pacbio测序技术结合Hi-C技术在柄海鞘染色体水平绘制了一幅精致的基因组图谱,获得柄海鞘基因组大小为340Mb,并组装了16个与染色体数目对应的连锁群,编码17428个基因。通过特异力分析发现,柄海鞘的基因数量与其他测序的柄海鞘相近,但转座子类型差异显著。

基因家族伸缩分析表明,不同的海鞘具有不同的适应分子基础。研究人员分析发现柄海鞘热休克卵白70家族出现显着扩张并通过水平基因转移方式获得冷休克卵白基因这些基因能够划分响应温度的升降变化使其具有广泛的温度适应能力。缺乏合成半乳聚糖的关键酶,由于缺乏半乳聚糖的掺入,使其背包变得更硬,形成内部器官的屏障。柄海鞘特有的抗菌肽和扩增的补体系统也有助于增强其对环境的适应性。

简建凯博士是该论文的第一作者,董波教授是该论文的通讯作者,董波团队的其他成员出席了该项目的研究;海洋生物学院的王师教授和食品科学与工程学院的常耀光教授也对这篇文章表示了极大的敬意。本项目得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中央高校基础科研业务经费的支持。

本研究结果为了解海鞘的适应性和入侵性提供了重要的科学参考。在文章评审过程中,国际同行给予了很高的评价:“这篇稿件很是有意思我强烈推荐其接受揭晓”(“修改后的手稿听起来非常有趣,我强烈建议接受这份手稿”);“这是一篇高质量的事情””(这部作品质量很高,在上一轮的回顾中已经强调过了。“;”这项事情很是有意思很可能发生重要影响。文稿经由文字凝练后它必将成为背囊动物领域所有专家的必读文章(“总之,我真的很喜欢这个澄清的版本。这项工作仍然很有趣,也可能会产生巨大的影响。一旦文本被完全阐明,它肯定会成为所有社区的必读书目.

此外,海鞘有一个典型的异常发育过程,海鞘能在几十分钟内完成尾部回缩,如此迅速地完成附着和异常过程,是海鞘适应形势实现入侵的重要因素。研究人员还对柄海鞘幼虫快速紊乱的机制进行了理解分析,发现甲状腺受体和维甲酸介导的分子途径调节了这一过程。柄海鞘的扩展补体系统在尾收缩过程中也有高表达,表明尾收缩过程中的组织重建。

参考文献

魏军,张军,陆青,任P,郭X,王J,李X,长Y,段S,王S,于H,张X,杨X,高H,董B*,革质海鞘环境适应的基因组基础。分子生态资源。2020.

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