近日，中国科学院海洋研究所刘进贤课题组发布了西北太平洋岩相潮间带两种常见滨螺科生物——短滨螺和中华滨螺高质量染色体水平基因组参考序列，并基于比较基因组学分析探究了滨螺科生物适应多变岩相潮间带环境的分子机制，推演了由两侧对称动物祖先到滨螺的核型演变历程，相关研究结果发表于国际期刊GigaScience。
滨螺栖息于岩相潮间带，受到海洋和陆地环境的双重影响，需要根据潮水涨落的节律适应水生和陆生两种完全不同的生境，其广布性、高丰度和对于环境因子胁迫多样且高变动的潮间带环境良好的适应性，使其成为研究环境适应、生物进化和物种形成的潜在模式生物，也是探究生物对于环境压力变化快速响应机制的优良范本，相关的生物学、分类学、系统发育学和生态学研究已经大量开展。此外，细胞遗传学研究结果显示，滨螺具有17条染色体，与两侧对称动物的祖先染色体（ALG）数目一致，因此推演二者之间的核型演化历程具有重要的进化生物学意义。然而由于基因组测序和组装技术的限制，目前滨螺科基因组资源十分匮乏，极大地阻碍了相关研究的顺利开展。
本研究基于三代长读长测序、二代测序和Hi-C测序数据，构建了短滨螺和中华滨螺染色体水平基因组参考序列，并完成了基因结构和功能注释。组装得到两种滨螺基因组大小在900Mb左右，contig N50为3.43Mb和2.31Mb，并成功挂载到17条染色体上，BUSCO评估得分均在93%以上。两个滨螺高质量基因组参考序列作为重要的基因组资源，对于滨螺科及软体动物门系统发育、进化基因组学和生态学等研究都具有十分重要的意义。
通过比较基因组学分析构建了包括两种滨螺在内的11个物种的系统发育树，并估算两种滨螺的分化时间大约在128.22Mya前。进一步的研究结果表明与刺激反应、代谢过程、先天免疫和抗氧化反应相关的基因或基因家族可能在滨螺应对潮间带多种环境因子胁迫的过程中发挥着重要作用，受损核酸和蛋白的修复或降解可能是滨螺在多重压力下抵抗细胞凋亡、维持细胞内稳态的主要方式。相关研究结果为潮间带无脊椎动物适应性进化分子机制的后续研究提供了基础。
宏观共线性分析结果表明滨螺17条染色体可能由17条ALG经过4次染色体分裂和4次染色体融合演化而来，并推演了由ALG演化到双壳-腹足共同祖先再到滨螺和扇贝的最简约演化历程，表明两侧对称动物祖先的基因连锁群在经过上亿年的演化之后在现存物种中仍然得以保留，为未来双壳-腹足共同祖先核型的构建和核型进化速率影响因素的研究提供了参考。
中国科学院海洋研究所为论文第一完成单位，博士研究生王妍舒、李梦雨以及李玉龙副研究员为论文共同第一作者，刘进贤研究员为通讯作者，研究得到了国家自然科学基金项目资助。
相关论文：Yan-Shu Wang, Meng-Yu Li, Yu-Long Li, Yu-Qiang Li, Dong-Xiu Xue, Jin-Xian Liu, Chromosome-level genome assemblies of two littorinid marine snails indicate genetic basis of intertidal adaptation and ancient karyotype evolved from bilaterian ancestors, GigaScience, Volume 13, 2024, giae072.
原文链接：https://doi.org/10.1093/gigascience/giae072
