GENOMA EVOLŪCIJA
dabu
KOMUNIKĀCIJAS
Genoma sekvences atklāj globālos izkliedes ceļus un liecina par konverģentiem ģenētiskiem pielāgojumiem jūras zirgu evolūcijā
PacBio |Illumina |Hi-C |WGS |Ģenētiskā daudzveidība |Demogrāfiskā vēsture |Gēnu plūsma
Pacbio sekvencēšanas, genoma de novo montāžas un anotācijas pakalpojumus nodrošināja Biomarker Technologies.
Izceļ
1. Tika iegūts augstas kvalitātes hromosomu līmeņa jūras zirdziņa (Hippocampus erectus) genoms ar kontig N50 15,5 Mb.
2. Kopumā tika atkārtoti sekvencēti 358 genomi no 21 jūras zirgu sugas visā pasaulē.
3. Jūras zirgi, kas attīstījušies vēlā oligocēna laikā, un turpmākie globālās kolonizācijas ceļi ir identificēti un saistīti ar mainīgo dinamiku okeāna straumēs un paleotemporālajās jūras ceļu atverēs.
4. Atkārtota “kaulu muguriņu” adaptīvā fenotipa ģenētiskais pamats ir saistīts ar neatkarīgām aizstāšanām galvenajā attīstības gēnā.
5. Plostošana pa okeāna straumēm kompensē sliktu izkliedi, un ātra pielāgošanās atvieglo jaunu biotopu kolonizāciju
Sasniegumi
1. att. 358 jūras zirgu īpatņu ģenētiskā daudzveidība un filoģenētiskās attiecības
aĢeogrāfiskās paraugu ņemšanas vietas jūras zirgiem, no kuriem ņemti paraugi, ar 21 jūras zirgu sugas nukleotīdu daudzveidības (π) modeļiem 22 hromosomās.b Blakus esošais koks, kas izveidots ar 358 jūras zirgu genoma mēroga SNP.Atrašanās vietas tapas simboli (a) un filiāles fons (b) atbilst viens otram.
2. att. Jūras zirgu kolonizācija un demogrāfiskā vēsture
aFiloģenētisko koku un diverģences laika aprēķini 21 jūras zirgu sugai.Atzaru līnijas biezums atbilst populācijas lieluma aprēķiniem (Ne), un krāsas norāda uz dažādām izcelsmēm.Simboli I–III norāda kalibrēšanas punktus.b–d Paredzētie jūras zirgu kolonizācijas ceļi (krāsainas bultiņas), pamatojoties uz novirzes laiku, izplatību, vikariācijas notikumiem un okeāna straumēm (baltās bultiņas).b IndoAustrālijas arhipelāgs bija Hippocampus ģints izcelsmes centrs (sarkanais marķējums), pirms jūraszirdziņi kļuva daudzveidīgi un izplatījās visā pasaulē 18.–23.c Jūras zirdziņi sākotnēji kolonizēja Atlantijas okeānu caur atvērto Tetjas jūras ceļu, kas pēc tā slēgšanas (Termināla notikums 7–13 gadu laikā) atdalīja šo Tetju ciltsrakstu no Indijas okeāna māsas līnijas.Pēdējais pēc tam strauji dažādoja (dzeltenais marķējums) Arābijas jūrā, izveidojot otru jūras zirgu dažādošanas centru.d Otrs jūras zirgu kolonizācijas notikums Atlantijas okeānā notika no Indijas okeāna aptuveni 5 Ma, šķērsojot Dienvidāfrikas galu, un beidzot nonāca Klusā okeāna austrumos pa joprojām atvērto Panamas jūras ceļu aptuveni 3,6 m.
3. att. Gēnu plūsma un faktiskā populācijas lieluma svārstības
aGēnu plūsma konstatēta starp sugām, kas apdzīvo Atlantijas okeāna dienvidu daļu.Gēnu plūsma tiek parādīta blakus baltajām līnijām kā migrācijas ātrums, ko secina G-PhoCS.Bultu biezums un virziens atbilst attiecīgi gēnu plūsmas ātrumam un virzienam.b Efektīvā populācijas lieluma svārstības pēc PSMC.X ass apzīmē laiku gados pirms tagadnes, bet y ass apzīmē faktisko populācijas lielumu.Diagrammas ir sakārtotas galvenokārt pēc ģeogrāfiskā izplatības katrai sugai ar dažādiem izplatības apgabaliem.c Jūras līmeņa izmaiņas pēdējo 1 miljonu gadu laikā metros33.Dzeltenā līnija norāda pēdējo globālo starpleduslaiku virsotni, savukārt ciānkrāsa norāda pēdējo ledāja maksimālo periodu.
4. att. Muguru evolūcija.
aPa kreisi, sugu koks, kas parāda neatkarīgu jūras zirgu muguriņu attīstību.Filiāles garums norāda aizvietojumu skaitu vienā vietā.Četras smailo jūraszirdziņu sugas ir izceltas zilā krāsā.Biezāki zari atbilst augstākam bmp3 gēna aizvietojumu skaitam no nesinonīmiem uz sinonīmiem (dN/dS).Kanoniskais un vispārinātais McDonald un Kreitman tests (MKT) bmp3 gēnam tika veikts trīs pāru māsu sugām ar atšķirīgām smailām un nedīgām iezīmēm, kas izceltas ar fona krāsām, kuru nozīmīguma līmeņi tika norādīti ar p vērtību ar attiecīgi zilu un sarkanu fontu.Pa labi, aminoskābju aizvietojumu salīdzinājums bmp3 proteīnā, polimorfās un fiksētās aizvietošanas smailajos jūras zirgos ir apzīmētas attiecīgi ar sarkaniem un ziliem apļiem.b dN/dS vērtību sadalījums bmp3 smailajiem jūras zirgiem, salīdzinot ar sugām, kas nav asas.c Neatkarīga filoģenētiskā koka evolūcija, kas rekonstruēta bmp3 kodētajam proteīnam.d Pilnīga bmp3 hibridizācija in situ Hippocampus erectus.
Atsauce
Li C et al.Genoma sekvences atklāj globālos izkliedes ceļus un liecina par konverģentiem ģenētiskiem pielāgojumiem jūras zirgu evolūcijā.Nat Commun.2021. gada 17. februāris; 12(1):1094.
Jaunumi un svarīgākie notikumi mērķis ir dalīties ar jaunākajiem veiksmīgajiem gadījumiem ar Biomarker Technologies, tverot jaunus zinātnes sasniegumus, kā arī ievērojamas metodes, kas izmantotas pētījuma laikā.
Ievietošanas laiks: Jan-06-2022