TIẾN HÓA GEN
thiên nhiên
TRUYỀN THÔNG
Trình tự bộ gen tiết lộ các tuyến phân tán toàn cầu và gợi ý sự thích nghi di truyền hội tụ trong quá trình tiến hóa của cá ngựa
PacBio |Illumina |Hi-C |WGS |Đa dạng di truyền |Lịch sử nhân khẩu học |Dòng gen
Các dịch vụ giải trình tự Pacbio, lắp ráp bộ gen và chú thích bộ gen được cung cấp bởi Biomarker Technologies.
Điểm nổi bật
1. Đã thu được bộ gen cấp nhiễm sắc thể chất lượng cao của cá ngựa (Hippocampus erectus) với contig N50 là 15,5 Mb.
2. Tổng cộng 358 bộ gen của 21 loài cá ngựa trên toàn thế giới đã được sắp xếp lại.
3. Cá ngựa tiến hóa vào cuối thế Oligocene và các tuyến đường xâm chiếm toàn cầu tiếp theo được xác định và liên kết với sự thay đổi động lực trong các dòng hải lưu và các lối mở đường biển cổ thời gian
4. Cơ sở di truyền của kiểu hình thích nghi “gai xương” định kỳ có liên quan đến sự thay thế độc lập trong một gen phát triển quan trọng.
5. Đi bè theo dòng hải lưu bù đắp cho sự phân tán kém và sự thích nghi nhanh chóng tạo điều kiện thuận lợi cho việc xâm chiếm môi trường sống mới
Thành tựu
Hình 1. Đa dạng di truyền và mối quan hệ phát sinh gen của 358 mẫu cá ngựa
MộtVị trí lấy mẫu địa lý cho cá ngựa được lấy mẫu với kiểu đa dạng nucleotide (π) của 21 loài cá ngựa trên 22 nhiễm sắc thể.b Cây lân cận được xây dựng bằng SNP trên toàn bộ bộ gen của 358 con cá ngựa.Các ký hiệu chốt vị trí ở (a) và nền nhánh ở (b) tương ứng với nhau.
Hình 2 Lịch sử thuộc địa và nhân khẩu học của cá ngựa
MộtCây phát sinh gen và ước tính thời gian phân kỳ của 21 loài cá ngựa.Độ dày của đường nhánh tương ứng với ước tính kích thước quần thể (Ne) và màu sắc biểu thị các dòng dõi khác nhau.Ký hiệu I–III biểu thị các điểm hiệu chuẩn.b - d Các tuyến đường xâm chiếm được dự đoán (mũi tên màu) của cá ngựa dựa trên thời gian phân kỳ, phân bố, các sự kiện gián tiếp và dòng hải lưu (mũi tên trắng).b Quần đảo Ấn-Úc là trung tâm nguồn gốc (đánh dấu màu đỏ) của chi Hippocampus trước khi cá ngựa đa dạng hóa và phân tán trên toàn cầu 18–23 Ma.c Cá ngựa ban đầu xâm chiếm Đại Tây Dương thông qua tuyến đường biển Tethyan mở, sau khi đóng cửa (Sự kiện cuối cùng trong 7–13 Ma), đã tách dòng Tethyan này khỏi dòng dõi chị em Ấn Độ Dương của nó.Sau này, sau đó đã đa dạng hóa nhanh chóng (đánh dấu màu vàng) ở Biển Ả Rập, thiết lập trung tâm đa dạng hóa cá ngựa thứ hai.d Sự kiện cá ngựa xâm chiếm Đại Tây Dương lần thứ hai xảy ra từ Ấn Độ Dương khoảng 5 triệu năm bằng cách đi qua mũi Nam Phi và cuối cùng đến Đông Thái Bình Dương qua tuyến đường biển Panama vẫn còn rộng mở khoảng 3,6 triệu năm.
Hình 3. Dòng gen và những biến động về quy mô quần thể hiệu quả
MộtDòng gen được phát hiện giữa các loài sống ở Nam Đại Tây Dương.Dòng gen được hiển thị gần các vạch trắng khi tốc độ di chuyển được suy ra bởi G-PhoCS.Độ dày và hướng của mũi tên tương ứng với tốc độ và hướng của dòng gen.b Biến động về quy mô dân số hiệu quả của PSMC.Trục x biểu thị thời gian tính bằng năm trước hiện tại trong khi trục y biểu thị quy mô dân số hiệu quả.Các biểu đồ được tổ chức chủ yếu theo sự phân bố địa lý của từng loài với các vùng phân bố khác nhau.c Sự thay đổi mực nước biển trong 1 triệu năm qua tính bằng mét33.Đường màu vàng biểu thị đỉnh liên băng toàn cầu cuối cùng trong khi màu lục lam biểu thị khoảng thời gian cực đại cuối cùng của băng hà.
Hình 4 Sự tiến hóa của gai.
MộtBên trái, Cây loài thể hiện sự tiến hóa độc lập của gai ở cá ngựa.Độ dài nhánh cho biết số lượng thay thế trên mỗi trang web.Bốn loài cá ngựa có gai được tô màu xanh lam.Các nhánh dày hơn tương ứng với tỷ lệ thay thế từ không đồng nghĩa sang đồng nghĩa (dN/dS) cao hơn đối với gen bmp3.Thử nghiệm McDonald và Kreitman tổng quát và tổng quát (MKT) đối với gen bmp3 đã được thực hiện cho ba loài chị em theo cặp với các đặc điểm gai và không gai khác nhau được đánh dấu bằng màu nền, có mức ý nghĩa tương ứng được biểu thị bằng giá trị p với phông chữ màu xanh và đỏ.Đúng vậy, so sánh sự thay thế axit amin trong protein bmp3, sự thay thế đa hình và cố định ở cá ngựa gai lần lượt được biểu thị bằng các vòng tròn màu đỏ và xanh lam.b Phân bố giá trị dN/dS trong bmp3 ở cá ngựa có gai so với các loài không có gai.c Sự tiến hóa độc lập trong cây phát sinh gen được xây dựng lại cho protein được mã hóa bởi bmp3.d Lai toàn bộ tại chỗ của bmp3 ở Hippocampus erectus.
Thẩm quyền giải quyết
Li C và cộng sự.Trình tự bộ gen tiết lộ các tuyến phân tán toàn cầu và gợi ý sự thích nghi di truyền hội tụ trong quá trình tiến hóa của cá ngựa.Xã Nat.2021 ngày 17 tháng 2;12(1):1094.
Tin tức và điểm nổi bật nhằm mục đích chia sẻ những trường hợp thành công mới nhất với Biomarker Technologies, nắm bắt những thành tựu khoa học mới cũng như các kỹ thuật nổi bật được áp dụng trong quá trình nghiên cứu.
Thời gian đăng: Jan-06-2022