海洋所劉進賢課題組發(fā)布了西北太平洋巖相潮間帶兩種常見濱螺科生物——短濱螺和中華濱螺高質(zhì)量染色體水平基因組參考序列，并基于比較基因組學分析探究了濱螺科生物適應多變巖相潮間帶環(huán)境的分子機制，推演了由兩側(cè)對稱動物祖先到濱螺的核型演變歷程，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于國際期刊GigaScience。

文章標題：Chromosome-level genome assemblies of two littorinid marine snails indicate genetic basis of intertidal adaptation and ancient karyotype evolved from bilaterian ancestors

合作單位：中國科學院海洋研究所

發(fā)表期刊：GigaScience

影響因子：11.8

研究對象：短濱螺和中華濱螺

百邁客生物為該研究提供了基因組測序服務。

濱螺棲息于巖相潮間帶，受到海洋和陸地環(huán)境的雙重影響，需要根據(jù)潮水漲落的節(jié)律適應水生和陸生兩種完全不同的生境，其廣布性、高豐度和對于環(huán)境因子脅迫多樣且高變動的潮間帶環(huán)境良好的適應性，使其成為研究環(huán)境適應、生物進化和物種形成的潛在模式生物，也是探究生物對于環(huán)境壓力變化快速響應機制的優(yōu)良范本，相關(guān)的生物學、分類學、系統(tǒng)發(fā)育學和生態(tài)學研究已經(jīng)大量開展。此外，細胞遺傳學研究結(jié)果顯示，濱螺具有17條染色體，與兩側(cè)對稱動物的祖先染色體（ALG）數(shù)目一致，因此推演二者之間的核型演化歷程具有重要的進化生物學意義。然而由于基因組測序和組裝技術(shù)的限制，目前濱螺科基因組資源十分匱乏，極大地阻礙了相關(guān)研究的順利開展。

該研究基于三代長讀長測序、二代測序和Hi-C測序數(shù)據(jù)，構(gòu)建了短濱螺和中華濱螺染色體水平基因組參考序列，并完成了基因結(jié)構(gòu)和功能注釋。組裝得到兩種濱螺基因組大小在900Mb左右，contig N50為3.43Mb和2.31Mb，并成功掛載到17條染色體上，BUSCO評估得分均在93%以上。兩個濱螺高質(zhì)量基因組參考序列作為重要的基因組資源，對于濱螺科及軟體動物門系統(tǒng)發(fā)育、進化基因組學和生態(tài)學等研究都具有十分重要的意義。

通過比較基因組學分析構(gòu)建了包括兩種濱螺在內(nèi)的11個物種的系統(tǒng)發(fā)育樹，并估算兩種濱螺的分化時間大約在128.22Mya前。進一步的研究結(jié)果表明與刺激反應、代謝過程、先天免疫和抗氧化反應相關(guān)的基因或基因家族可能在濱螺應對潮間帶多種環(huán)境因子脅迫的過程中發(fā)揮著重要作用，受損核酸和蛋白的修復或降解可能是濱螺在多重壓力下抵抗細胞凋亡、維持細胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)的主要方式。相關(guān)研究結(jié)果為潮間帶無脊椎動物適應性進化分子機制的后續(xù)研究提供了基礎。

宏觀共線性分析結(jié)果表明濱螺17條染色體可能由17條ALG經(jīng)過4次染色體分裂和4次染色體融合演化而來，并推演了由ALG演化到雙殼-腹足共同祖先再到濱螺和扇貝的簡約演化歷程，表明兩側(cè)對稱動物祖先的基因連鎖群在經(jīng)過上億年的演化之后在現(xiàn)存物種中仍然得以保留，為未來雙殼-腹足共同祖先核型的構(gòu)建和核型進化速率影響因素的研究提供了參考。

內(nèi)容來源于中國科學院海洋研究所