GENOME EVOLUTION
kalikasan
KOMUNIKASYON
Ang mga pagkakasunud-sunod ng genome ay nagpapakita ng mga pandaigdigang ruta ng dispersal at nagmumungkahi ng mga convergent genetic adaptation sa seahorse evolution
PacBio |Illumina |Hi-C |WGS |Genetic Diversity |Kasaysayan ng Demograpiko |Daloy ng Gene
Ang Pacbio sequencing, genome de novo assembly at mga serbisyo ng anotasyon ay ibinigay ng Biomarker Technologies.
Mga highlight
1. Nakuha ang isang mataas na kalidad na chromosome-level seahorse (Hippocampus erectus) genome na may contig N50 na 15.5 Mb.
2. Isang kabuuang 358 genome mula sa buong mundo na 21 seahorse species ang muling sinuri.
3. Ang mga seahorse na nag-evolve sa huling bahagi ng Oligocene at ang mga kasunod na circum-global na kolonisasyon na mga ruta ay natukoy at nakaugnay sa pagbabago ng dynamics sa mga agos ng karagatan at paleotemporal seaway openings
4. Ang genetic na batayan ng umuulit na "bony spines" adaptive phenotype ay naka-link sa mga independiyenteng pagpapalit sa isang pangunahing gene ng pag-unlad.
5. Ang rafting sa pamamagitan ng agos ng karagatan ay kabayaran para sa hindi magandang dispersal at mabilis na pag-aangkop ay nagpapadali sa kolonisasyon ng mga bagong tirahan
Mga nagawa
Fig. 1 Genetic diversity at phylogenetic na relasyon ng 358 seahorse specimens
aMga lokasyon ng geographic sampling para sa mga na-sample na seahorse na may mga pattern ng pagkakaiba-iba ng nucleotide (π) ng 21 seahorse species sa 22 chromosome.b Neighborjoining tree na itinayo gamit ang genome-wide SNP na 358 seahorse.Ang mga simbolo ng pin ng lokasyon sa (a) at background ng sangay sa (b) ay tumutugma sa isa't isa.
Fig. 2 Kolonisasyon at demograpikong kasaysayan ng mga seahorse
aPhylogenetic tree at divergence time estimates para sa 21 seahorse species.Ang kapal ng linya ng sangay ay tumutugma sa mga pagtatantya ng laki ng populasyon (Ne) at ang mga kulay ay nagpapahiwatig ng iba't ibang mga linya.Ang mga simbolo I–III ay nagpapahiwatig ng mga punto ng pagkakalibrate.b–d Hinulaang mga ruta ng kolonisasyon (mga arrow na may kulay) ng mga seahorse batay sa oras ng divergence, distribusyon, mga kaganapan sa vicariance, at agos ng karagatan (mga puting arrow).b Ang Indo-Australian Archipelago ay ang sentro ng pinagmulan (red marking) ng genus Hippocampus bago ang mga seahorse ay nag-iba-iba at nagkalat sa buong mundo 18–23 Ma.c Ang mga seahorse sa simula ay kinolonya ang Karagatang Atlantiko sa pamamagitan ng pagbubukas ng Tethyan seaway, na, pagkatapos ng pagsasara nito (Terminal Event noong 7–13 Ma), ang naghihiwalay nitong Tethyan lineage mula sa Indian Ocean sister lineage nito.Ang huli, pagkatapos ay mabilis na nag-iba-iba (dilaw na pagmamarka) sa Dagat ng Arabia, na nagtatag ng pangalawang sentro ng sari-saring seahorse.d Ang pangalawang seahorse colonization event ng Atlantic Ocean ay naganap mula sa Indian Ocean mga 5Ma sa pamamagitan ng pagdaan sa dulo ng South Africa, at sa wakas ay nakarating sa East Pacific Ocean sa pamamagitan ng bukas pa ring Panama seaway na humigit-kumulang 3.6 Ma.
Fig. 3 Ang daloy ng gene at mga pagbabago sa epektibong laki ng populasyon
aNatukoy ang daloy ng gene sa pagitan ng mga species na naninirahan sa South Atlantic Ocean.Ang daloy ng gene ay ipinapakita malapit sa mga puting linya bilang migration rate na hinuhusgahan ng G-PhoCS.Ang kapal at direksyon ng mga arrow ay tumutugma sa mga rate at direksyon ng daloy ng gene, ayon sa pagkakabanggit.b Pagbabago sa epektibong laki ng populasyon ng PSMC.Ang x axis ay kumakatawan sa oras sa mga taon bago ang kasalukuyan habang ang y axis ay kumakatawan sa epektibong laki ng populasyon.Ang mga tsart ay pangunahing nakaayos ayon sa heograpikong pamamahagi para sa bawat isa sa mga species na may iba't ibang lugar ng pamamahagi.c Pagbabago ng lebel ng dagat sa nakalipas na 1 milyong taon sa metro33.Ang dilaw na linya ay nagpapahiwatig ng huling global interglacial peak habang ang cyan shade ay nagpapahiwatig ng huling glacial maximum period.
Fig. 4 Ang ebolusyon ng mga spines.
aKaliwa, Species tree na nagpapakita ng independiyenteng ebolusyon ng mga spine sa mga seahorse.Ang haba ng sangay ay nagpapahiwatig ng bilang ng mga pagpapalit sa bawat site.Apat na spiny seahorse species ang naka-highlight sa asul.Ang mas makapal na mga sanga ay tumutugma sa mas mataas na mga rate ng hindi magkasingkahulugan-sa-magkasingkahulugan na mga pagpapalit (dN/dS) para sa bmp3 gene.Ang Canonical at generalized McDonald at Kreitman test (MKT) para sa bmp3 gene ay isinagawa para sa tatlong pairwise na species ng kapatid na may magkakaibang mga spiny at non-spiny na tampok na na-highlight ng mga kulay ng background, na ang mga antas ng kahalagahan ay ipinahiwatig ng p value na may asul at pula na font, ayon sa pagkakabanggit.Tama, ang paghahambing ng mga pagpapalit ng amino acid sa bmp3 protein, polymorphic at fixed substitutions sa spiny seahorse ay ipinahiwatig ng pula at asul na bilog, ayon sa pagkakabanggit.b Pamamahagi ng mga halaga ng dN/dS sa bmp3 sa mga spiny seahorse kumpara sa non-spiny species.c Independiyenteng ebolusyon sa phylogenetic tree na muling itinayo para sa protina na naka-encode ng bmp3.d Whole-mount in situ hybridization ng bmp3 sa Hippocampus erectus.
Sanggunian
Li C et al.Ang mga pagkakasunud-sunod ng genome ay nagpapakita ng mga pandaigdigang ruta ng dispersal at nagmumungkahi ng mga convergent genetic adaptation sa seahorse evolution.Nat Commun.2021 Peb 17;12(1):1094.
Mga Balita at Highlight naglalayong ibahagi ang pinakabagong matagumpay na mga kaso sa Biomarker Technologies, pagkuha ng mga nobelang siyentipikong tagumpay pati na rin ang mga kilalang pamamaraan na inilapat sa panahon ng pag-aaral.
Oras ng post: Ene-06-2022