牡蠣全基因組揭示海洋生物逆境適應(yīng)機(jī)制

該研究利用新一代測序技術(shù)和全新的組裝策略，構(gòu)建了牡蠣全基因組序列圖譜，證實(shí)了牡蠣基因組序列具有*的多態(tài)性、較高比例的重復(fù)序列和活躍的轉(zhuǎn)座子。結(jié)合轉(zhuǎn)錄組、蛋白譜等組學(xué)技術(shù)，研究人員發(fā)現(xiàn)一系列與牡蠣抗逆能力相關(guān)的基因發(fā)生明顯擴(kuò)張，這可能是牡蠣適應(yīng)潮間帶逆境適應(yīng)的主要分子基礎(chǔ)。

9月20日，由*海洋研究所聯(lián)合華大基因、美國新澤西州立大學(xué)等多家單位完成的牡蠣對潮間帶逆境適應(yīng)機(jī)制的研究成果，由《自然》雜志以長篇論文形式在線發(fā)表。

研究還揭示了在逆境適應(yīng)中發(fā)揮重要作用的貝殼的復(fù)雜形成機(jī)制。此成果的發(fā)表，標(biāo)志著基于短序列的復(fù)雜基因組拼接和組裝技術(shù)獲得重大突破，在上*了牡蠣為代表的冠輪動物基因組和海洋生物潮間帶逆境適應(yīng)機(jī)制研究的空白，這也是我國海洋生物及水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)生物相關(guān)研究成果以研究論文形式*次登上《自然》雜志。

牡蠣隸屬于動物界第二大門——軟體動物門，擁有厚重的鈣化貝殼，營固著、濾食性生活，對維護(hù)近海與河口生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。牡蠣為世界性分布，是潮間帶生境的代表種。牡蠣也是養(yǎng)殖產(chǎn)量zui大的海洋動物，為重要的海洋蛋白源，與人類生活和健康息息相關(guān)，中國的牡蠣產(chǎn)量占*的3/4。重要的生態(tài)意義、重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和獨(dú)到的生物學(xué)特性使牡蠣成為海洋生物學(xué)研究的重點(diǎn)，且逐漸發(fā)展成為海洋生物逆境適應(yīng)機(jī)制研究的模式種。而牡蠣基因組學(xué)研究，對于進(jìn)一步理解以牡蠣為代表的潮間帶海洋生物進(jìn)化歷程，對于探索在海洋酸化日益嚴(yán)重的情況下海洋生物對逆境的適應(yīng)機(jī)制，對于認(rèn)識海洋基因資源利用潛力都有重要科學(xué)價(jià)值。

牡蠣生活在環(huán)境高度多變的潮間帶，其環(huán)境溫度、鹽度在不同潮位、季節(jié)變化非常大，而牡蠣一般附著在淺海物體和礁石上，不能夠通過主動移動來逃避不利環(huán)境的影響，所以必須有一套遺傳機(jī)制使其對溫度、鹽度、露空、重金屬和海區(qū)常見病原等具有很強(qiáng)的抵抗力。研究人員結(jié)合基因組和轉(zhuǎn)錄組信息，發(fā)現(xiàn)一系列與牡蠣強(qiáng)抗逆能力相關(guān)的基因發(fā)生了明顯擴(kuò)張，比如熱激蛋白70基因（heat shock protein 70，HSP70）的數(shù)目高達(dá)88個，接近?？绕渌黝惔砦锓N均值的5倍，這很可能是牡蠣能夠在潮間帶高達(dá)49 ℃甚至更高的溫度下仍能維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)平衡，從而保持生存的主要原因。凋亡抑制蛋白基因（inhibitors of apoptosis proteins，IAP）的數(shù)目為48個，接近?？绕渌黝愇锓N均值的9倍，這表明牡蠣可能具有復(fù)雜的抗凋亡系統(tǒng)，從而使其能夠在離水、露空等復(fù)雜多變的環(huán)境下長期生存。在外殼生物礦化形成機(jī)制的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)多種不同的蛋白參與了貝殼復(fù)雜的組裝和修飾，其中涉及血細(xì)胞及外來體的參與，并且大部分貝殼蛋白是非分泌性蛋白，這表明貝殼的生物礦化機(jī)制遠(yuǎn)比當(dāng)前人們的認(rèn)識要復(fù)雜得多。

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