تطور الجينوم
طبيعة
مجال الاتصالات
تكشف تسلسلات الجينوم عن طرق التشتت العالمية وتقترح تكيفات وراثية متقاربة في تطور فرس البحر
باكبيو |الومينا |مرحبا سي |وغس |التنوع الجيني |التاريخ الديموغرافي |انسياب الجينات
تم توفير خدمات تسلسل Pacbio وتجميع الجينوم والتعليقات التوضيحية بواسطة Biomarker Technologies.
يسلط الضوء
1. تم الحصول على جينوم فرس البحر عالي الجودة على مستوى الكروموسوم (Hippocampus erectus) مع contig N50 بقيمة 15.5 ميجابايت.
2. تمت إعادة تسلسل إجمالي 358 جينومًا من 21 نوعًا من فرس البحر في جميع أنحاء العالم.
3.تم تحديد فرس البحر الذي تطور في أواخر عصر الأوليجوسين وطرق الاستعمار اللاحقة حول العالم وربطها بالديناميكيات المتغيرة في تيارات المحيط وفتحات الطرق البحرية في العصر القديم
4. يرتبط الأساس الجيني للنمط الظاهري التكيفي "الأشواك العظمية" المتكرر ببدائل مستقلة في جين تنموي رئيسي.
5. التجديف عبر تيارات المحيط يعوض عن سوء التشتت والتكيف السريع يسهل استعمار موائل جديدة
الإنجازات
الشكل 1: التنوع الوراثي والعلاقات التطورية لـ 358 عينة من فرس البحر
أمواقع أخذ العينات الجغرافية لفرس البحر الذي تم أخذ عينات منه مع أنماط تنوع النوكليوتيدات (π) لأنواع فرس البحر البالغ عددها 21 نوعًا عبر 22 كروموسومًا.(ب) شجرة مجاورة مبنية على تعدد الأشكال على مستوى الجينوم المكون من 358 من فرس البحر.تتوافق رموز دبوس الموقع في (أ) وخلفية الفرع في (ب) مع بعضها البعض.
الشكل 2: الاستعمار والتاريخ الديموغرافي لفرس البحر
أشجرة النشوء والتطور وتقديرات وقت التباعد لـ 21 نوعًا من فرس البحر.يتوافق سمك الخط الفرعي مع تقديرات حجم السكان (Ne) وتشير الألوان إلى سلالات مختلفة.تشير الرموز من الأول إلى الثالث إلى نقاط المعايرة.ب - د مسارات الاستعمار المتوقعة (الأسهم الملونة) لفرس البحر بناءً على وقت التباعد والتوزيع وأحداث التناوب وتيارات المحيط (الأسهم البيضاء).ب كان الأرخبيل الهندي الأسترالي مركز المنشأ (العلامة الحمراء) لجنس الحصين قبل تنوع فرس البحر وانتشاره عالميًا منذ 18 إلى 23 مليون سنة.ج. استعمرت فرس البحر في البداية المحيط الأطلسي من خلال طريق تيثيان البحري المفتوح، والذي فصل، بعد إغلاقه (حدث نهائي خلال 7-13 مليون سنة)، سلالة تيثيان هذه عن شقيقتها في المحيط الهندي.وقد تنوعت هذه الأخيرة بسرعة (العلامة الصفراء) في بحر العرب، مما أدى إلى إنشاء مركز ثانٍ لتنويع فرس البحر.د حدث استعمار ثانٍ لفرس البحر في المحيط الأطلسي من المحيط الهندي قبل حوالي 5 ملايين سنة مروراً بطرف جنوب إفريقيا، ووصل أخيرًا إلى شرق المحيط الهادئ عبر طريق بنما البحري الذي لا يزال مفتوحًا منذ حوالي 3.6 مليون سنة.
الشكل 3: تدفق الجينات والتقلبات في حجم السكان الفعال
أتم اكتشاف تدفق الجينات بين الأنواع التي تعيش في جنوب المحيط الأطلسييظهر تدفق الجينات بالقرب من الخطوط البيضاء حيث يتم استنتاج معدل الهجرة بواسطة G-PhoCS.يتوافق سمك واتجاه الأسهم مع معدلات واتجاه تدفق الجينات، على التوالي.ب التقلبات في الحجم السكاني الفعلي حسب PSMC.يمثل المحور x الوقت في السنوات التي سبقت الحاضر بينما يمثل المحور y الحجم السكاني الفعلي.يتم تنظيم المخططات بشكل أساسي وفقًا للتوزيع الجغرافي لكل نوع مع مناطق توزيع مختلفة.ج تغير مستوى سطح البحر خلال المليون سنة الماضية بالأمتار33.يشير الخط الأصفر إلى آخر قمة بين العصور الجليدية العالمية بينما يشير الظل السماوي إلى آخر فترة جليدية قصوى.
الشكل 4: تطور العمود الفقري.
أعلى اليسار، شجرة الأنواع تعرض التطور المستقل للأشواك في فرس البحر.يشير طول الفرع إلى عدد البدائل لكل موقع.تم تمييز أربعة أنواع من فرس البحر الشوكي باللون الأزرق.تتوافق الفروع الأكثر سمكًا مع المعدلات الأعلى للبدائل غير المرادفة إلى المرادفة (dN / dS) لجين bmp3.تم إجراء اختبار ماكدونالد وكريتمان (MKT) الكنسي والمعمم لجين bmp3 لثلاثة أنواع شقيقة زوجية ذات ميزات شوكية وغير شوكية متباينة تم إبرازها بألوان الخلفية، والتي تمت الإشارة إلى مستويات أهميتها بقيمة p بالخط الأزرق والأحمر، على التوالي.على اليمين، تتم الإشارة إلى مقارنة بدائل الأحماض الأمينية في بروتين bmp3، والبدائل متعددة الأشكال والثابتة في فرس البحر الشوكي بدوائر حمراء وزرقاء، على التوالي.ب توزيع قيم dN / dS في bmp3 في فرس البحر الشوكي مقارنة بالأنواع غير الشوكية.ج تطور مستقل في شجرة النشوء والتطور أعيد بناؤها للبروتين المشفر بواسطة bmp3.د التهجين الكامل في الموقع لـ bmp3 في الحصين المنتصب.
مرجع
لي ج وآخرون.تكشف تسلسلات الجينوم عن طرق التشتت العالمية وتقترح تكيفات وراثية متقاربة في تطور فرس البحر.نات كومون.2021 17 فبراير;12(1):1094.
الأخبار ويسلط الضوء يهدف إلى مشاركة أحدث الحالات الناجحة مع Biomarker Technologies، والتقاط الإنجازات العلمية الجديدة بالإضافة إلى التقنيات البارزة المطبقة أثناء الدراسة.
وقت النشر: 06 يناير 2022