ЭВОЛЮЦИЯ ГЕНОМА
природа
КОММУНИКАЦИИ
Последовательности генома раскрывают глобальные пути распространения и предполагают конвергентные генетические адаптации в эволюции морских коньков.
ПакБио |Иллюмина |Привет-С |ВГС |Генетическое разнообразие |Демографическая история |Генный поток
Услуги по секвенированию Pacbio, сборке генома de novo и аннотации были предоставлены компанией Biomarker Technologies.
Основные моменты
1. Был получен высококачественный геном морского конька (Hippocampus erectus) на хромосомном уровне с контигом N50 размером 15,5 Мб.
2.В общей сложности было повторно секвенировано 358 геномов 21 вида морских коньков со всего мира.
3. Морские коньки, появившиеся в позднем олигоцене, и последующие глобальные маршруты колонизации идентифицированы и связаны с меняющейся динамикой океанских течений и палеовременных морских путей.
4. Генетическая основа повторяющегося адаптивного фенотипа «костные шипы» связана с независимыми заменами в ключевом гене развития.
5. Сплав по океанским течениям компенсирует плохое расселение, а быстрая адаптация способствует колонизации новых мест обитания.
Достижения
Рис. 1. Генетическое разнообразие и филогенетические взаимоотношения 358 экземпляров морских коньков.
аГеографические места отбора проб морских коньков с образцами нуклеотидного разнообразия (π) 21 вида морских коньков в 22 хромосомах.б Соседнее дерево, построенное из полногеномных SNP 358 морских коньков.Символы расположения контактов на (a) и фон ветки на (b) соответствуют друг другу.
Рис. 2 Колонизация и демографическая история морских коньков.
аФилогенетическое древо и оценки времени дивергенции для 21 вида морских коньков.Толщина линии ветвления соответствует оценкам размера популяции (Ne), а цвета указывают на разные линии.Символы I–III обозначают точки калибровки.b–d Прогнозируемые маршруты колонизации (цветные стрелки) морских коньков на основе времени дивергенции, распределения, событий викариантности и океанских течений (белые стрелки).b Индо-Австралийский архипелаг был центром происхождения (красная отметка) рода Hippocampus до того, как морские коньки диверсифицировались и рассеялись по всему миру 18–23 млн лет назад.c Морские коньки первоначально колонизировали Атлантический океан через открывающийся Тетический морской путь, который после его закрытия (конечное событие в течение 7–13 млн лет назад) отделил эту тетскую линию от ее родственной линии в Индийском океане.Последний впоследствии быстро диверсифицировался (желтая маркировка) в Аравийском море, создав второй центр диверсификации морских коньков.d Второе событие колонизации Атлантического океана морскими коньками произошло из Индийского океана около 5 млн лет назад, минуя мыс Южной Африки и, наконец, достигнув восточной части Тихого океана через все еще открытый Панамский морской путь примерно 3,6 млн лет назад.
Рис. 3. Поток генов и колебания эффективного размера популяции.
аОбнаружен поток генов между видами, обитающими в южной части Атлантического океана.Поток генов показан рядом с белыми линиями как скорость миграции, рассчитанная с помощью G-PhoCS.Толщина и направление стрелок соответствуют скорости и направлению потока генов соответственно.b Колебания эффективной численности популяции по PSMC.Ось X представляет время в годах до настоящего времени, а ось Y представляет эффективную численность населения.Диаграммы построены в основном в соответствии с географическим распространением каждого вида с разными ареалами.c Изменение уровня моря за последний 1 миллион лет в метрах33.Желтая линия указывает на последний глобальный межледниковый пик, а голубой оттенок указывает на последний период ледникового максимума.
Рис. 4. Эволюция шипов.
аСлева: дерево видов, показывающее независимую эволюцию шипов морских коньков.Длина ветки указывает количество замен на сайт.Четыре вида колючих морских коньков выделены синим цветом.Более толстые ветви соответствуют более высокой частоте несинонимичных-синонимичных замен (dN/dS) для гена bmp3.Канонический и обобщенный тест Макдональда и Крейтмана (MKT) для гена bmp3 был выполнен для трех попарных сестринских видов с расходящимися колючими и неколючими особенностями, выделенными фоновыми цветами, уровни значимости которых были обозначены значением p синим и красным шрифтом соответственно.Справа: сравнение аминокислотных замен в белке bmp3, полиморфные и фиксированные замены у колючих морских коньков обозначены красными и синими кружками соответственно.б Распределение значений dN/dS в bmp3 у колючих морских коньков по сравнению с бесколючими видами.в Независимая эволюция филогенетического дерева, реконструированного для белка, кодируемого bmp3.d Цельномонтированная гибридизация bmp3 in situ в Hippocampus erectus.
Ссылка
Ли С и др.Последовательности генома раскрывают глобальные пути распространения и предполагают конвергентную генетическую адаптацию в эволюции морских коньков.Нац Коммун.2021, 17 февраля;12(1):1094.
Новости и основные моменты цель – поделиться последними успешными случаями с Biomarker Technologies, фиксируя новые научные достижения, а также выдающиеся методы, примененные в ходе исследования.
Время публикации: 06 января 2022 г.