วิวัฒนาการของจีโนม
ธรรมชาติ
การสื่อสาร
ลำดับจีโนมเผยให้เห็นเส้นทางการแพร่กระจายทั่วโลกและแนะนำการปรับตัวทางพันธุกรรมแบบมาบรรจบกันในวิวัฒนาการของม้าน้ำ
แพคไบโอ |อิลลูมินา |ไฮ-ซี |WGS |ความหลากหลายทางพันธุกรรม |ประวัติประชากร |ยีนโฟลว์
บริการจัดลำดับ Pacbio การประกอบจีโนมเดอโนโว และคำอธิบายประกอบจัดทำโดย Biomarker Technologies
ไฮไลท์
1. ได้จีโนมม้าน้ำระดับโครโมโซมคุณภาพสูง (Hippocampus erectus) ที่มี contig N50 จำนวน 15.5 Mb
2. มีการจัดลำดับจีโนมทั้งหมด 358 จีโนมจากม้าน้ำ 21 สายพันธุ์ทั่วโลก
3. ม้าน้ำที่วิวัฒนาการในช่วงปลายยุคโอลิโกซีนและเส้นทางการล่าอาณานิคมทั่วโลกในเวลาต่อมา ได้รับการระบุและเชื่อมโยงกับการเปลี่ยนแปลงพลวัตของกระแสน้ำในมหาสมุทรและช่องเปิดทางทะเลในยุคดึกดำบรรพ์
4. พื้นฐานทางพันธุกรรมของฟีโนไทป์การปรับตัว "กระดูกกระดูก" ที่เกิดซ้ำนั้นเชื่อมโยงกับการทดแทนที่เป็นอิสระในยีนพัฒนาการที่สำคัญ
5.การล่องแก่งผ่านกระแสน้ำในมหาสมุทรช่วยชดเชยการแพร่กระจายที่ไม่ดีและการปรับตัวที่รวดเร็ว เอื้อต่อการตั้งถิ่นฐานแหล่งที่อยู่อาศัยใหม่
ความสำเร็จ
ภาพที่ 1 ความหลากหลายทางพันธุกรรมและความสัมพันธ์ทางสายวิวัฒนาการของตัวอย่างม้าน้ำ 358 ตัว
กสถานที่เก็บตัวอย่างทางภูมิศาสตร์สำหรับม้าน้ำตัวอย่างที่มีรูปแบบความหลากหลายของนิวคลีโอไทด์ (π) ของม้าน้ำ 21 สายพันธุ์ใน 22 โครโมโซมb ต้นไม้ที่อยู่ติดกันสร้างด้วย SNP ทั่วทั้งจีโนมของม้าน้ำ 358 ตัวสัญลักษณ์หมุดตำแหน่งใน (a) และพื้นหลังสาขาใน (b) สอดคล้องกัน
รูปที่ 2 การล่าอาณานิคมและประวัติประชากรของม้าน้ำ
กการประมาณต้นไม้สายวิวัฒนาการและเวลาที่แตกต่างกันของม้าน้ำ 21 สายพันธุ์ความหนาของเส้นกิ่งสอดคล้องกับการประมาณขนาดประชากร (Ne) และสีบ่งบอกถึงเชื้อสายที่แตกต่างกันสัญลักษณ์ I–III หมายถึงจุดสอบเทียบb–d เส้นทางการล่าอาณานิคมที่คาดการณ์ไว้ (ลูกศรสี) ของม้าน้ำตามเวลาที่แตกต่างกัน การกระจายตัว เหตุการณ์การแทนที่ และกระแสน้ำในมหาสมุทร (ลูกศรสีขาว)ข หมู่เกาะอินโด-ออสเตรเลียเป็นศูนย์กลางของการกำเนิด (เครื่องหมายสีแดง) ของสกุลฮิปโปแคมปัส ก่อนที่ม้าน้ำจะมีความหลากหลายและกระจายไปทั่วโลกในช่วง 18–23 ล้านปีก่อนค ซีฮอร์สเริ่มตั้งอาณานิคมในมหาสมุทรแอตแลนติกผ่านทางเปิดของทะเลเทธยาน ซึ่งหลังจากปิดตัวลง (เหตุการณ์ที่ท่าเรือในช่วง 7–13 ล้านปีก่อน) ได้แยกเชื้อสายเทธยานนี้ออกจากเชื้อสายในเครือในมหาสมุทรอินเดียอย่างหลังทำให้เกิดความหลากหลายอย่างรวดเร็วในเวลาต่อมา (เครื่องหมายสีเหลือง) ในทะเลอาหรับ ทำให้เกิดศูนย์กลางแห่งที่สองของความหลากหลายของม้าน้ำd เหตุการณ์การล่าอาณานิคมของม้าน้ำครั้งที่สองในมหาสมุทรแอตแลนติกเกิดขึ้นจากมหาสมุทรอินเดียประมาณ 5 ล้านล้านโดยผ่านปลายแอฟริกาใต้ และในที่สุดก็มาถึงมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันออกผ่านทางทะเลปานามาที่ยังคงเปิดอยู่ประมาณ 3.6 ล้านล้าน
รูปที่ 3 การไหลของยีนและความผันผวนของขนาดประชากรที่มีประสิทธิผล
กตรวจพบการไหลของยีนระหว่างสายพันธุ์ที่อาศัยอยู่ในมหาสมุทรแอตแลนติกใต้การไหลของยีนจะแสดงใกล้กับเส้นสีขาวเป็นอัตราการย้ายถิ่นที่อนุมานโดย G-PhoCSความหนาและทิศทางของลูกศรสอดคล้องกับอัตราและทิศทางการไหลของยีนตามลำดับb ความผันผวนของขนาดประชากรที่มีประสิทธิผลโดย PSMCแกน x แสดงถึงเวลาในปีก่อนปัจจุบัน ในขณะที่แกน y แสดงถึงขนาดประชากรที่มีประสิทธิผลแผนภูมิส่วนใหญ่จัดตามการกระจายทางภูมิศาสตร์สำหรับแต่ละสายพันธุ์ที่มีพื้นที่การกระจายที่แตกต่างกันค การเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเลในช่วง 1 ล้านปีที่ผ่านมา มีหน่วยเป็นเมตร33เส้นสีเหลืองแสดงถึงจุดสูงสุดระหว่างธารน้ำแข็งทั่วโลกครั้งสุดท้าย ในขณะที่สีฟ้าแสดงถึงช่วงเวลาสูงสุดของน้ำแข็งครั้งสุดท้าย
รูปที่ 4 วิวัฒนาการของกระดูกสันหลัง
กซ้าย ต้นไม้ชนิดแสดงวิวัฒนาการอิสระของกระดูกสันหลังในม้าน้ำความยาวสาขาระบุจำนวนการทดแทนต่อไซต์ม้าน้ำหนามสี่สายพันธุ์ถูกเน้นด้วยสีน้ำเงินสาขาที่หนาขึ้นสอดคล้องกับอัตราการทดแทนที่ไม่มีความหมายเหมือนกันต่อคำพ้องความหมาย (dN / dS) ที่สูงขึ้นสำหรับยีน bmp3การทดสอบ McDonald และ Kreitman ที่เป็นที่ยอมรับและทั่วไป (MKT) สำหรับยีน bmp3 ดำเนินการสำหรับน้องสาวสามสายพันธุ์ที่มีลักษณะเป็นคู่โดยมีหนามและไม่ใช่หนามที่แตกต่างกันซึ่งเน้นด้วยสีพื้นหลัง ซึ่งระดับนัยสำคัญถูกระบุด้วยค่า p พร้อมแบบอักษรสีน้ำเงินและสีแดง ตามลำดับถูกต้อง การเปรียบเทียบการแทนที่กรดอะมิโนในโปรตีน bmp3 การแทนที่แบบโพลีมอร์ฟิกและการทดแทนแบบตายตัวในม้าน้ำที่มีหนามจะถูกระบุด้วยวงกลมสีแดงและสีน้ำเงินตามลำดับb การกระจายค่า dN/dS ใน bmp3 ในม้าน้ำมีหนามเมื่อเปรียบเทียบกับสายพันธุ์ที่ไม่มีหนามc วิวัฒนาการที่เป็นอิสระในต้นไม้สายวิวัฒนาการที่สร้างขึ้นใหม่สำหรับโปรตีนที่เข้ารหัสโดย bmp3d การผสมพันธุ์ ในแหล่งกำเนิด ของ bmp3 ใน Hippocampus erectus
อ้างอิง
หลี่ซี และคณะลำดับจีโนมเผยให้เห็นเส้นทางการแพร่กระจายทั่วโลกและแนะนำการปรับตัวทางพันธุกรรมแบบมาบรรจบกันในวิวัฒนาการของม้าน้ำแนทคอม.17 ก.พ. 2021;12(1):1094.
ข่าวสารและไฮไลท์ มุ่งหวังที่จะแบ่งปันกรณีศึกษาที่ประสบความสำเร็จล่าสุดกับ Biomarker Technologies เพื่อรวบรวมความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ใหม่ๆ รวมถึงเทคนิคที่โดดเด่นที่นำไปใช้ในระหว่างการศึกษา
เวลาโพสต์: Jan-06-2022