EVOLUCIÓN DEL GENOMA
naturaleza
COMUNICACIONES
Las secuencias del genoma revelan rutas de dispersión global y sugieren adaptaciones genéticas convergentes en la evolución de los caballitos de mar
PacBio |iluminar |Hola-C |WGS |Diversidad genética |Historia demográfica |Flujo de genes
Biomarker Technologies proporcionó los servicios de secuenciación de Pacbio, ensamblaje de novo del genoma y anotación.
Reflejos
1. Se obtuvo un genoma de caballito de mar (Hippocampus erectus) a nivel de cromosomas de alta calidad con cóntig N50 de 15,5 Mb.
2. Se resecuenciaron un total de 358 genomas de 21 especies de caballitos de mar en todo el mundo.
3. Los caballitos de mar evolucionaron a finales del Oligoceno y las rutas de colonización circunglobales posteriores se identifican y vinculan con la dinámica cambiante de las corrientes oceánicas y las aberturas paleotemporales de las vías marítimas.
4. La base genética del fenotipo adaptativo recurrente de “espinas óseas” está vinculada a sustituciones independientes en un gen clave del desarrollo.
5.El rafting a través de las corrientes oceánicas compensa la mala dispersión y la rápida adaptación facilita la colonización de nuevos hábitats
Logros
Fig. 1 Diversidad genética y relaciones filogenéticas de 358 especímenes de caballitos de mar.
aUbicaciones geográficas de muestreo para caballitos de mar muestreados con patrones de diversidad de nucleótidos (π) de las 21 especies de caballitos de mar en 22 cromosomas.b Árbol de unión vecina construido con SNP de todo el genoma de 358 caballitos de mar.Los símbolos de ubicación en (a) y el fondo de la rama en (b) se corresponden entre sí.
Fig. 2 Colonización e historia demográfica de los caballitos de mar.
aEstimaciones del árbol filogenético y del tiempo de divergencia para 21 especies de caballitos de mar.El grosor del ramal corresponde a las estimaciones del tamaño de la población (Ne) y los colores indican diferentes linajes.Los símbolos I–III indican puntos de calibración.b – d Rutas de colonización previstas (flechas de colores) de caballitos de mar según el tiempo de divergencia, la distribución, los eventos de vicariancia y las corrientes oceánicas (flechas blancas).b El archipiélago indoaustraliano fue el centro de origen (marca roja) del género Hippocampus antes de que los caballitos de mar se diversificaran y dispersaran globalmente hace 18 a 23 millones de años.c Los caballitos de mar colonizaron inicialmente el Océano Atlántico a través de la vía marítima de apertura de Tethyan, que, después de su cierre (Evento terminal durante 7-13 Ma), separó este linaje de Tethyan de su linaje hermano del Océano Índico.Estos últimos, posteriormente se diversificaron rápidamente (marca amarilla) en el Mar Arábigo, estableciendo un segundo centro de diversificación de caballitos de mar.d Un segundo evento de colonización de caballitos de mar en el Océano Atlántico ocurrió desde el Océano Índico aproximadamente hace 5 Ma, pasando por la punta de Sudáfrica y finalmente llegando al Océano Pacífico Oriental a través de la vía marítima de Panamá aún abierta aproximadamente hace 3,6 Ma.
Fig. 3 Flujo de genes y fluctuaciones en el tamaño efectivo de la población.
aFlujo genético detectado entre especies que habitan el Océano Atlántico Sur.El flujo de genes se muestra cerca de las líneas blancas como tasa de migración deducida por G-PhoCS.El grosor y la dirección de las flechas corresponden a las tasas y la dirección del flujo de genes, respectivamente.b Fluctuaciones en el tamaño efectivo de la población por PSMC.El eje x representa el tiempo en años antes del presente, mientras que el eje y representa el tamaño efectivo de la población.Los cuadros están organizados principalmente según la distribución geográfica de cada una de las especies con diferentes áreas de distribución.c Cambio del nivel del mar durante el último millón de años en metros33.La línea amarilla indica el último pico interglacial global, mientras que la sombra cian indica el último período máximo glacial.
Fig. 4 La evolución de las espinas.
aIzquierda, árbol de especies que muestra la evolución independiente de las espinas de los caballitos de mar.La longitud de la rama indica el número de sustituciones por sitio.Cuatro especies de caballitos de mar espinosos están resaltadas en azul.Las ramas más gruesas corresponden a tasas más altas de sustituciones de no sinónimos a sinónimos (dN/dS) para el gen bmp3.Se realizó la prueba canónica y generalizada de McDonald y Kreitman (MKT) para el gen bmp3 para tres especies hermanas por pares con características espinosas y no espinosas divergentes resaltadas por colores de fondo, cuyos niveles de significancia se indicaron mediante el valor p con fuente azul y roja, respectivamente.Derecha, la comparación de las sustituciones de aminoácidos en la proteína bmp3, las sustituciones polimórficas y fijas en los caballitos de mar espinosos se indican con círculos rojos y azules, respectivamente.b Distribución de los valores dN/dS en bmp3 en caballitos de mar espinosos en comparación con especies no espinosas.c Evolución independiente en el árbol filogenético reconstruido para la proteína codificada por bmp3.d Hibridación in situ de montaje completo de bmp3 en Hippocampus erectus.
Referencia
Li C et al.Las secuencias del genoma revelan rutas de dispersión global y sugieren adaptaciones genéticas convergentes en la evolución de los caballitos de mar.Comuna Nacional.17 de febrero de 2021; 12 (1): 1094.
Noticias y destacados tiene como objetivo compartir los últimos casos exitosos con Biomarker Technologies, capturando logros científicos novedosos, así como técnicas destacadas aplicadas durante el estudio.
Hora de publicación: 06-ene-2022