ЕВОЛЮЦИЯ НА ГЕНОМА
природа
КОМУНИКАЦИИ
Последователностите на генома разкриват глобални пътища на разпространение и предполагат конвергентни генетични адаптации в еволюцията на морското конче
PacBio |Илюмина |Hi-C |WGS |Генетично разнообразие |Демографска история |Gene Flow
Услугите за секвениране на Pacbio, сглобяване на геном de novo и анотации бяха предоставени от Biomarker Technologies.
Акценти
1. Получен е висококачествен геном на морско конче (Hippocampus erectus) на ниво хромозома с контиг N50 от 15,5 Mb.
2. Бяха повторно секвенирани общо 358 генома от 21 вида морски кончета в света.
3. Морските кончета, еволюирали в късния олигоцен и последващите окологлобални колонизационни пътища са идентифицирани и свързани с променящата се динамика в океанските течения и палеотемпоралните отвори на морските пътища
4. Генетичната основа на повтарящия се адаптивен фенотип на „костните шипове“ е свързана с независими замествания в ключов ген за развитие.
5. Рафтингът чрез океански течения компенсира лошото разпръскване и бързата адаптация улеснява колонизирането на нови местообитания
постижения
Фиг. 1 Генетично разнообразие и филогенетични връзки на 358 екземпляра от морски кончета
аГеографски места за вземане на проби от морски кончета с модели на нуклеотидно разнообразие (π) на 21 вида морски кончета в 22 хромозоми.b Съседно дърво, конструирано с SNP за целия геном на 358 морски кончета.Символите за щифтове за местоположение в (a) и фонът на клона в (b) съответстват един на друг.
Фиг. 2 Колонизация и демографска история на морските кончета
аФилогенетично дърво и оценки на времето на дивергенция за 21 вида морски кончета.Дебелината на разклонената линия съответства на оценките за размера на популацията (Ne), а цветовете показват различни линии.Символи I–III показват точки на калибриране.b–d Предсказани маршрути на колонизация (цветни стрелки) на морски кончета въз основа на времето на дивергенция, разпространението, събитията на заместване и океанските течения (бели стрелки).b Индо-австралийският архипелаг е бил центърът на произход (червена маркировка) на рода Hippocampus преди морските кончета да се разнообразят и разпръснат в световен мащаб 18–23 Ma.c Морските кончета първоначално са колонизирали Атлантическия океан чрез отварящия се Тетиански морски път, който след затварянето му (Терминално събитие през 7–13 Ma), отделя тази тетянска линия от сестринската й линия в Индийския океан.Последният, впоследствие бързо диверсифициран (жълта маркировка) в Арабско море, създавайки втори център за диверсификация на морски кончета.d Второ събитие за колонизация на морско конче в Атлантическия океан се е случило от Индийския океан около 5 милиона години, като е преминало южноафриканския край и накрая е пристигнало в източната част на Тихия океан през все още отворения Панамски морски път приблизително 3,6 милиона години.
Фиг. 3 Генен поток и колебания в ефективния размер на популацията
аОткрит генен поток между видовете, обитаващи Южния Атлантически океан.Генният поток е показан близо до белите линии като скорост на миграция, изведена от G-PhoCS.Дебелината и посоката на стрелките съответстват съответно на скоростите и посоката на генния поток.b Колебания в ефективния размер на популацията по PSMC.Оста x представлява времето в години преди настоящето, докато оста y представлява ефективния размер на населението.Диаграмите са организирани главно според географското разпространение за всеки от видовете с различни ареали на разпространение.c Промяна на морското ниво през последните 1 милион години в метри33.Жълтата линия показва последния глобален междуледников пик, докато циановата сянка показва последния ледников максимален период.
Фиг. 4 Еволюцията на шиповете.
аВляво, дърво на видовете, показващо независимата еволюция на шиповете при морските кончета.Дължината на клона показва броя на заместванията на място.Четири вида бодливо морско конче са подчертани в синьо.По-дебелите разклонения съответстват на по-високи нива на несинонимни към синонимни замествания (dN/dS) за bmp3 ген.Каноничен и обобщен тест на Макдоналд и Крейтман (MKT) за bmp3 ген беше извършен за три сестрински вида по двойки с различни бодливи и не-бодливи характеристики, подчертани от фонови цветове, чиито нива на значимост бяха обозначени с p стойност със син и червен шрифт, съответно.Вдясно, сравнение на аминокиселинни замествания в bmp3 протеин, полиморфни и фиксирани замествания в бодливи морски кончета са посочени съответно с червени и сини кръгове.b Разпределение на стойностите на dN/dS в bmp3 при бодливи морски кончета в сравнение с не-бодливи видове.c Независима еволюция във филогенетичното дърво, реконструирано за протеина, кодиран от bmp3.d Цяла монтирана in situ хибридизация на bmp3 в Hippocampus erectus.
справка
Li C et al.Последователностите на генома разкриват глобални пътища на разпространение и предполагат конвергентни генетични адаптации в еволюцията на морското конче.Nat Commun.17 февруари 2021 г.;12(1):1094.
Новини и Акценти има за цел да сподели най-новите успешни случаи с Biomarker Technologies, да улови нови научни постижения, както и видни техники, приложени по време на проучването.
Време на публикуване: 6 януари 2022 г