克日,由中国水产科学研究院黄海水产研究所团结青岛华大基因研究院、德国阿尔弗雷德?魏格纳研究所、澳大利亚联邦科学与工业研究组织等机构组建的国际研究团队,在国际上完成了迄今为止最大动物基因组参考序列——南极磷虾基因组组装,并展现了南极磷虾顺应极端情形和群体历史演化的分子基础,为南极磷虾资源的合理开发使用提供了主要理论依据。
南极磷虾 中国水产科学研究院黄海水产研究所供图
3月2日,国际顶级学术期刊《细胞》(《Cell》)以“重大高重复基因组图谱绘制展现了南极磷虾情形顺应机制及其群体演化历史”为题,在线揭晓了该研究效果。
cell官网截图 中国水产科学研究院黄海水产研究所供图
据悉,这是我国海洋渔业领域揭晓的第一篇《细胞》(《Cell》)主刊论文,也使得我国在南极磷虾资源以致极地生态系统研究领域步入国际领先序列。
3月3日,中国水产科学研究院黄海水产研究所、青岛华大基因研究院团结举行南极磷虾研究效果宣布会,文章配合第一作者兼通讯作者、中国水产科学研究院黄海水产研究所基因组室主任邵长伟先容,南极磷虾基因组很是大,约为人类基因组的16倍,且具有高重复的特征,基因组组装是阻碍该物种组学研究突破的最大挑战。
本研究构建了约48GB的南极磷虾基因组序列,这是迄今为止最大的动物基因组参考序列,比已揭晓的超大基因组非洲肺鱼和澳大利亚肺鱼大20%-30%。研究发明,南极磷虾重复序列含量高达92.45%,这源于南极磷虾基因组重复序列的两次爆发式扩张。
团结全长转录组数据,研究职员对南极磷虾应对极昼极夜等极端情形的顺应性举行了研究。通过与果蝇和哺乳动物较量发明,双反响回路中的要害基因没有缺失,而部分基因在夏日和冬季显示出差别的表达水平,批注南极磷虾已经进化出由昼夜节律系统控制的身体顺应和行为模式。在磷虾基因组中判断到25个显著扩张的基因家族中,有12个与南极磷虾蜕壳或能量代谢相关,这批注南极磷虾的相关基由于其顺应极地特殊情形涤讪了遗传基础。
南极磷虾顺应南极海洋情形的基因组转变 中国水产科学研究院黄海水产研究所供图
研究团队在南冰洋的4个南极磷虾生物量较高的区域收罗了75只,举行了群体遗传学研究。效果发明,虽然漫衍在差别的区域,但南极磷虾的遗传序列组成没有显着区别,这就意味着差别地区群体之间没有实质性差别。可是,南极磷虾的遗传分解仍会受其所在情形的影响。
业内专家以为,上述研究发明为海洋生物极端情形顺应机制及其群体演化的深入剖析提供了新的理论参考,也为南极磷虾渔业资源的治理提供了理论依据,关于培育我国南极磷虾这一海洋生物资源开发使用新兴战略工业、深度加入极地渔业国际治理具有重大意义。
邵长伟体现:“本研究不但破译了南极磷虾的基因组序列,还剖析了其主要性状的分子机制,包括生长、滋生、能量代谢以及极端情形顺应性等,为我们深入相识南极磷虾提供了基础,也为南极磷虾资源合理开发使用提供了理论依据。”
文章配合通讯作者、青岛华大基因研究院主任科学家范广益体现:“南极磷虾作为整个南极食物链的主要一环,其基因组的破译不但有利于我们从分子层面更深入地相识这个主要物种以及整个南极生态系统,更有望对南极渔业和生态资源的可一连生长提供助力。”
相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.02.005