比较基因组方法揭示深?;因盥菔视ι詈;肪臣捌浣姆肿踊蒲芯炕裥陆?/h4>
2024-11-12 文章来源:

中国科学院海洋研究所发布了深海灰蝾螺高质量染色体水平基因组参考序列,基于比较基因组方法探索驱动深?;因盥菔视ι詈H纫号缈诘姆肿踊?,成果2024年11月10日在学术期刊Science of The Total Environment正式发表。

深?;因盥?em style="-webkit-tap-highlight-color: transparent; margin-right: 0px; margin-left: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; visibility: visible; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">Thermocollonia jamsteci(Mollusca、Gastropoda、Vetigastropod、Trochida、Colloniidae)是深海热液喷口中具有代表性的腹足动物。深海热液喷口的特点是高静压、缺氧、黑暗和有毒物质,目前人们对生物体如何适应这种极端的海洋生态系统仍然知之甚少。本研究利用二代DNA测序和三代DNA测序技术完成了对深?;因盥莼蜃榈脑げ夂妥樽?,利用Hi-C技术完成了灰蝾螺染色体组装,构建了深?;因盥萑旧逅交蜃椴慰夹蛄?。组装得到的基因组大小为2.54Gb,Contig N50为1.16Mb,Scaffold N50为231.02 Mb,组装结果成功挂载到11条染色体上,挂载率为96.68%。比较分析发现深海灰蝾螺染色体经历了大规模重排、反转、融合与混合。
研究团队利用从头注释技术、基于同源基因的注释技术,并利用二代转录组和全长转录组测序数据,完成了灰蝾螺基因的蛋白编码基因注释。利用这些基因组及其注释结果,通过比较基因组技术研究了深?;因盥荻陨詈J视π越姆肿踊疲肷詈J视ο喙氐囊糯浠峁┝诵碌募?。深海灰蝾螺基因组大小是迄今为止Vetigastropoda亚纲动物基因组中最大的,影响基因组大小变异的因素包括基因组复制事件、单个基因或基因家族的丢失或获得、重组事件、转座子扩张。

图?深海灰蝾螺比较基因组分析a)15个软体动物的系统发育树;b)不同腹足类谱系中具有基因组的物种分布;c)深?;因盥莼蜃樘卣鳎籨)深?;因盥葜姓≡竦南嗣颍˙BS1、BBS2和BBS9)和转录因子基因RFX4;e)深?;因盥莺推浣滴镏諫ibbula maguss染色体的比较分析

染色体内基因顺序在长时间跨度内的混乱是无数次重叠倒位和其他染色体内重排的累积效应。系统发育分析表明,深?;因盥莘只?80.92Ma(95%的置信区间为153.88-210.48 Ma),这和当时发生的三叠纪末(~200Ma)大规模灭绝有很大关系。BBSome和RFX4 基因在深海灰蝾螺中呈正选择,它们除了在纤毛蛋白运输方面发挥着关键作用,也在纤毛介导的信号转导中起作用,调控着发育和机体的稳态。在深海高压环境下,深?;因盥萃ü銮肯嗣谠耸浠评吹挚股詈8哐购腿毖趸肪?。总之,对深?;因盥莸幕蜃榇笮『腿旧褰姆治?,以及所涉及的纤毛内运输机制,结合地质史上的三叠纪末期大规模灭绝事件,为研究深海软体动物的适应性进化机制提供了新的维度。

中国科学院海洋生态与环境科学重点实验室博士后段泽林为论文第一作者,通讯作者包括陈楠生研究员和惠敏副研究员。王静、刘淑雅、徐青、陈浩和李超伦为该论文共同作者。本项目得到了中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金和崂山实验室等项目资助,本文使用样品由“科学”号科考船采获。

论文信息:

Zelin Duan, Jing Wang, Shuya Liu, Qing Xu, Hao Chen, Chaolun Li, Min Hui*, Nansheng Chen*. Positive selection in cilia-related genes may facilitate deep-sea adaptation of Thermocollonia jamsteci[J]. Science of The Total Environment, 2024, 950: 175358.

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.175358.