《水生所等揭示雀鳝目鱼类的系统发育基因组学与生物地理学过程》

  • 来源专题:转基因生物新品种培育
  • 编译者: 姜丽华
  • 发布时间:2023-02-14
  •   鱼类由于受到水系变迁的影响,其物种分化及地理分布格局与地球演化历史密切相关,整合现生鱼类物种的分子数据与灭绝的化石记录能够为地球历史演变过程提供生物学证据。但是,大部分现生鱼类是在晚中生代和新生代出现的,只有少部分现生鱼类的物种分化时间可以追溯到中生代。雀鳝目鱼类是起源年代久远且存活至今的一个类群,其化石记录可以追溯到1亿5千万年前的地层中,因此,雀鳝目鱼类的物种分化可以很好地用于揭示地球演化历史和水系变迁。

      中国科学院水生生物研究所研究员何舜平团队与美国耶鲁大学教授Thomas Near团队合作,对雀鳝目所有7个物种进行低覆盖度基因组测序,基于鉴定到的1105个直系同源基因,并结合大量化石记录,系统分析了雀鳝目鱼类的物种分化及其生物地理学过程。研究发现:1、雀鳝目雀鳝科的2个现生属,大雀鳝属和雀鳝属,是在1亿年前发生分化的;2、雀鳝目各类群的分化时间完美重现了中生代的重大地质构造事件,包括美洲大陆的形成、早期大西洋的扩张,以及白垩纪北美大陆河流的构造等;3、大雀鳝属的冠群和雀鳝属起源于新生代的北美洲东部,表明北美洲东部既是现生雀鳝的起源地,也是这一古老类群的避难所。

      相关成果以Phylogenomics of the Ancient and Species-Depauperate Gars

    Tracks 150 Million Years of Continental Fragmentation in the Northern

    Hemisphere为题,在线发表在Systematic Biology上。研究工作得到中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会和湖北省青年拔尖人才培养计划的资助。


  • 原文来源:https://www.cas.cn/syky/202212/t20221222_4858625.shtml
相关报告
  • 《比较基因组学揭示深渊环境中鱼类嗅觉的适应性进化》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2019-12-20
    • 嗅觉感知作为化学感知的重要组成部分,在动物的生存和繁殖中起到重要的作用。鱼类通过精密调节的嗅觉系统识别并分辨水中众多的化学信息,为食物定位、危险躲避、亲缘识别及生殖洄游等行为提供至关重要的信息。海斗深渊(>6000m)具有高压、温差巨大、终年无光、食物匮乏等特殊极端条件,是常规生命形式的禁区,而狮子鱼这一类群在全球范围内的海斗深渊中均有发现,说明狮子鱼能够在如此极端的环境下成功的生存和繁衍。其中马里亚纳狮子鱼是目前发现的最深的脊椎动物,生存范围可达到8100m。但是,目前尚未有关于深渊环境下鱼类嗅觉的适应性进化研究报道。 动物的嗅觉基因家族的进化与其生存环境下的生态需求紧密相关。例如,嗅觉功能基因的数目的改变与水生和陆生环境的不同、食性的转变、功能依赖性的改变等密切相关。马里亚纳狮子鱼可以迅速的被投放的诱饵所吸引,表明其嗅觉在觅食中具有重要的功能。其在深渊的生态环境中属于捕食者,位于食物链的顶端,但在物种丰度和数量贫乏的深渊环境中,其专一的以少数几种甲壳类生物为食。另外,由于生存在黑暗无光的环境,其视觉能力发生了褪化。因此,马里亚纳狮子鱼对嗅觉功能的依赖性既可能会由于特化的专一性食性而减弱,也可能会向补偿视觉的退化而增强方向发生适应性进化。 为了探讨上述科学问题,中国科学院何舜平研究员团队查找并注释了9种鱼类的嗅觉受体(OR)和痕量胺受体(TAAR)基因家族,并重点对比马里亚纳狮子鱼与其浅海近缘物种细纹狮子鱼之间的差异。研究发现马里亚纳狮子鱼的OR基因家族发生了大量的丢失,并伴随着很高比例的假基因化。而TAAR基因家族基因的数目变化不大。系统发育分析结果表明,马里亚纳狮子鱼和细纹狮子鱼嗅觉基因家族的组成高度保守。同细纹狮子鱼相比,马里亚纳狮子鱼OR基因家族的亚家族数量相近,但每个亚家族中的OR基因数目明显减少,而TAAR基因家族的亚家族数目发生减少,但亚家族中的TAAR数量增加。尽管马里亚纳狮子鱼OR亚家族普遍是收缩的,仍发现有个别亚家族发生扩张,这种亚家族间独立的进化历程反映了不同OR亚家族基因在深渊生态环境中面临独立的选择压力。进一步的进化选择压力的分析显示,OR基因在马里亚纳狮子鱼中发生了松弛选择,其功能依赖性降低。而TAAR基因则受到正选择作用,这表明TAAR基因在马里亚纳狮子鱼适应深渊生态环境中仍具有重要的作用,符合其能够迅速感知动物腐败后释放的胺的现象。这项研究首次揭示了马里亚纳狮子鱼在占据深渊环境中嗅觉发生了简单但专一的适应性进化历程,为进一步了解深渊中生物的生态适应提供了重要的基础和见解。 这一研究结果,近日发表在GENES 杂志 (https://www_mdpi.xilesou.top/2073-4425/10/11/910)。研究工作由博士生姜海峰等人完成,研究得到国家科技攻关计划和国家自然科学基金的资助。
  • 《樟科植物系统发育基因组学研究获进展》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-06-24
    • 樟科山胡椒属树种经济用途广泛。山胡椒属多数种类的种子富含脂肪,可供制皂及工业油用,如油料植物山胡椒(Lindera glauca);不少种类富含芳香油,可制香料及药用,如中草药三桠乌药(Lindera obtusiloba);一些种类的木材有香气,可供家具及文体用品等用,如缅甸著名木材黄金樟的树种山香果(Lindera metcalfiana)。然而,目前对于山胡椒属的物种界定是否合适尚存争议,尤其是山胡椒属、木姜子属和月桂属等的系统关系还不明确。中国科学院西双版纳热带植物园博士研究生赵美丽及其合作者在副研究员宋钰和研究员徐增富的指导下,利用32种樟科植物的叶绿体基因组探讨了山胡椒属植物与其它10属植物的系统关系。 新测序的山胡椒属植物叶绿体基因组大小为152211 bp至152968 bp,与潺槁木姜子(Litsea glutinosa152618 bp)及月桂(Laurus nobilis 152750 bp)的叶绿体基因组大小相近。利用叶绿体基因组全序列构建的系统进化树表明:山胡椒属的黑壳楠(Lindera megaphylla)和潺槁木姜子及月桂形成一组,与香叶树(Lindera communis)、山胡椒和绒毛山胡椒(Lindera nacusua )形成第一分支;其余五种山胡椒属的北美山胡椒(Lindera benzoin )、团香果(Lindera latifolia)、山香果、三桠乌药和海南山胡椒(Lindera robusta)形成第二分支;两个分支构成的属群与由樟属、檫木属和甘蜜树属组成的属群相邻近;增加已公布条形码数据的山胡椒属植物后,第二分支可进一步再分为三组。上述结果确认了山胡椒属为复系类群,提示山胡椒属所处的属群需要分类修订。 该成果以Comparative chloroplast genomics and phylogenetics of nine Lindera species (Lauraceae) 为题发表于国际期刊《科学报告》(Scientific Reports)。该研究得到了国家自然科学基金委(31600531)、中国科学院“西部之光”(Y7XB061B01)和中国科学院东南亚生物多样性研究中心(Y4ZK111B01)等项目的资助。