EVOLUCIÓN DO XENOMA
natureza
COMUNICACIÓNS
As secuencias do xenoma revelan rutas de dispersión globais e suxiren adaptacións xenéticas converxentes na evolución dos cabaliños de mar.
PacBio |Ilumina |Ola-C |WGS |Diversidade xenética |Historia demográfica |Fluxo xenético
Biomarker Technologies proporcionou os servizos de secuenciación, ensamblaxe de xenoma de novo e anotación de Pacbio.
Destacados
1.Obtiuse un xenoma de cabaliño de mar (Hippocampus erectus) a nivel cromosómico de alta calidade cun contig N50 de 15,5 Mb.
2.Resecuenciaron un total de 358 xenomas de 21 especies de cabaliños mariños en todo o mundo.
3.Identifícanse os cabaliños de mar que evolucionaron a finais do Oligoceno e as rutas de colonización circunglobais posteriores e vincúlanse a dinámicas cambiantes nas correntes oceánicas e nas aperturas paleotemporais das vías marítimas.
4.A base xenética do fenotipo adaptativo recorrente de "espinas óseas" está ligada a substitucións independentes nun xene clave do desenvolvemento.
5.O rafting a través das correntes oceánicas compensa a mala dispersión e a rápida adaptación facilita a colonización de novos hábitats
Logros
Fig. 1 Diversidade xenética e relacións filoxenéticas de 358 exemplares de cabaliños de mar
aLocalizacións xeográficas de mostraxe de cabaliños de mar mostrados con patróns de diversidade de nucleótidos (π) das 21 especies de cabaliños de mar en 22 cromosomas.b Árbore veciña construída con SNP de todo o xenoma de 358 cabaliños de mar.Os símbolos dos pinos de localización en (a) e o fondo das ramas en (b) corresponden entre si.
Fig. 2 Colonización e historia demográfica dos cabaliños de mar
aEstimacións da árbore filoxenética e do tempo de diverxencia para 21 especies de cabaliños de mar.O grosor da ramal corresponde ás estimacións do tamaño da poboación (Ne) e as cores indican diferentes liñaxes.Os símbolos I–III indican puntos de calibración.b–d Rutas de colonización previstas (frechas de cores) dos cabaliños de mar en función do tempo de diverxencia, a distribución, os eventos de vicarianza e as correntes oceánicas (frechas brancas).b O arquipélago indoaustraliano foi o centro de orixe (marca vermella) do xénero Hippocampus antes de que os cabaliños de mar se diversificasen e se dispersásen por todo o mundo entre 18 e 23 ma.c Os cabaliños de mar colonizaron inicialmente o océano Atlántico a través da vía marítima de Tethyan que, tras o seu peche (evento terminal durante 7–13 Ma), separou esta liñaxe tetiana da súa liñaxe irmá do océano Índico.Este último, posteriormente diversificouse rapidamente (marca amarela) no mar Arábigo, establecendo un segundo centro de diversificación de cabaliños de mar.d Un segundo evento de colonización de cabaliños de mar do Océano Atlántico ocorreu desde o Océano Índico uns 5 Ma ao pasar a punta de Sudáfrica, e finalmente chegando ao Océano Pacífico Oriental a través da aínda aberta vía marítima de Panamá aproximadamente 3,6 Ma.
Fig. 3 Fluxo xenético e flutuacións no tamaño efectivo da poboación
aDetectouse o fluxo de xenes entre especies que habitan no Océano Atlántico Sur.O fluxo xenético móstrase preto das liñas brancas como a taxa de migración deducida por G-PhoCS.O grosor e a dirección das frechas corresponden á velocidade e á dirección do fluxo xenético, respectivamente.b Flutuacións no tamaño efectivo da poboación por PSMC.O eixe x representa o tempo en anos anteriores ao presente mentres que o eixe y representa o tamaño efectivo da poboación.As cartas organízanse principalmente segundo a distribución xeográfica de cada unha das especies con diferentes áreas de distribución.c Cambio do nivel do mar durante o último millón de anos en metros33.A liña amarela indica o último pico interglacial global mentres que a sombra cian indica o último período máximo glaciar.
Fig. 4 A evolución das columnas.
aÁ esquerda, árbore de especies que mostra a evolución independente das espiñas dos cabaliños de mar.A lonxitude da rama indica o número de substitucións por sitio.Catro especies de cabaliños de mar espiñentos destacan en azul.As ramas máis grosas corresponden a taxas máis altas de substitucións de non sinónimos a sinónimos (dN/dS) para o xene bmp3.Realizouse a proba canónica e xeneralizada de McDonald e Kreitman (MKT) para o xene bmp3 para tres especies irmás por parellas con características espiñentas e non espiñentas diverxentes destacadas por cores de fondo, cuxos niveis de significación foron indicados polo valor p con fonte azul e vermella, respectivamente.Á dereita, a comparación das substitucións de aminoácidos na proteína bmp3, as substitucións polimórficas e fixas en cabaliños de mar espiñosos indícanse con círculos vermellos e azuis, respectivamente.b Distribución dos valores de dN/dS en bmp3 en cabaliños de mar espiñosos en comparación con especies non espinosas.c Evolución independente na árbore filoxenética reconstruída para a proteína codificada por bmp3.d Hibridación in situ de montaxe completa de bmp3 en Hippocampus erectus.
Referencia
Li C et al.As secuencias do xenoma revelan rutas de dispersión globais e suxiren adaptacións xenéticas converxentes na evolución dos cabaliños de mar.Nat Commun.17 de febreiro de 2021;12(1):1094.
Novidades e Destacados ten como obxectivo compartir os últimos casos exitosos con Biomarker Technologies, capturando novos logros científicos, así como técnicas destacadas aplicadas durante o estudo.
Hora de publicación: Xaneiro-06-2022