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《中国科学院海洋所深渊生物多样性与进化研究获新进展》

  • 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：2019-12-16

  • 近日，进化生物学期刊Molecular Phylogenetics and Evolution (JCR 1区)在线刊发了中国科学院海洋所李新正研究团队关于深渊生物多样性与进化的最新研究成果，并入选“Editor’s Choice Article”。

    糠虾（mysids）是一类小型甲壳动物，全世界共有1100种以上，广泛存在于淡水、半咸水、海水、地下水等各类水体中，从潮间带浅海到海沟深渊均有分布。许多深海种类为了适应黑暗环境，眼部退化为无色素细胞和光学感受器的眼板（eyeplate）。因此，这一类群在生物多样性、生态学和生物进化研究方面具有重要意义。

    研究团队联合挪威卑尔根大学、中国科学院深海所，根据“万泉”号着陆器从马里亚纳海沟7449米采集到的样品，基于其特殊形态结构和分子生物学证据建立了深海糠虾类的一新属一新种，命名为Xenomysis unicornis Kou, Meland & Li, 2019，意为“深渊中的独角兽”，这也是目前已报道糠虾目甲壳动物物种的最深记录。研究团队还通过多基因的系统发育分析对糠虾目（Mysida）高级分类阶元的划分提出了新观点，并通过化石年代标定与分子钟分析推测糠虾类在中生代发生过多次由浅海向深海的扩散，这与地质史上三次大规模的海洋缺氧事件时间吻合。此外，研究还发现深海糠虾类退化的眼板并非之前所认为的单一起源，而是平行演化的结果。本研究结果进一步揭示了深渊的生物多样性，为深海无脊椎动物起源、系统发育和适应性进化研究提供了新的见解和参考依据。

    本研究得到了国家重点研发计划等项目资助，寇琦副研究员为文章第一作者，李新正研究员为通讯作者。

    Kou Q., Meland K., Li X. Z.*, He L. S., Wang Y. “Unicorn from Hades”, a new genus of Mysidae (Malacostraca: Mysida) from the Mariana Trench, with a systematic analysis of the deep-sea mysids. Molecular Phylogenetics and Evolution. In press. 　　

    论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1055790319302507

  • 原文来源：http://www.qdio.cas.cn/xwzx/kydt/201911/t20191128_5444149.html
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  • 《中国科学院海洋研究所在胸孔亚派蟹类系统演化研究方面获新进展》
    • 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：2022-05-10
    • 近日，中国科学院海洋研究所沙忠利课题组在胸孔亚派蟹类系统演化方面获得新进展。研究首次基于线粒体基因组揭示了胸孔亚派四总科的系统进化关系，相关成果发表在JCR一区期刊Frontiers in Marine Science上。 胸孔亚派（Thoracotremata）隶属于甲壳纲（Crustacean）十足目（Decapoda）短尾派（Brachyura），是蟹类中分化程度最高的类群。胸孔亚派涵盖4总科18科共1248个物种，其中沙蟹和方蟹营自由生活，角眼沙蟹被认为是跑得最快的无脊椎动物，豆蟹与软体、多毛、棘皮等无脊椎动物共生，珊隐蟹与珊瑚共生。该类群种类繁多，生活方式多样，进化关系复杂，一直是系统发生学研究的重点和难点。基于线粒体基因组对胸孔亚派的系统演化关系进行有效阐释，对研究其生物多样性，起源演化，生物地理学等具有重要价值。然而该研究发表前，国际上尚无对豆蟹和珊隐蟹总科线粒体基因组的报道。 研究获得了沙蟹、方蟹、豆蟹和珊隐蟹总科共12个物种的线粒体基因组序列，在豆蟹和珊隐蟹总科中发现了新的线粒体基因重排模式，并重建了基因重排的进化过程，提出了基因重排与胸孔亚派物种生活方式有关的新观点。研究还首次阐明了豆蟹和珊隐蟹总科的系统进化地位，豆蟹总科形成单系群，位于进化树最基部位置；珊隐蟹总科与沙蟹总科的一支聚为姐妹群，位于较进化的位置。因此，研究提示共生生活方式或许是胸孔亚派的一个祖征，这种生活方式在珊隐蟹中得以保留。研究进一步阐释了沙蟹和方蟹总科内部科的系统进化关系，并建议将沙蟹总科大眼蟹科Macrophthalmidae的霍氏三强蟹Tritodynamia horvathi归入方蟹总科弓蟹科Varunidae。 该研究得到了国家相关人才计划，中国科学院前沿科学重点研究计划及中国科学院战略性先导科技专项等项目资助。中国科学院海洋所孙邵娥博士为文章第一作者，沙忠利研究员为通讯作者。 论文链接： Sun, S., Jiang, W., Yuan, Z., Sha, Z., 2022. Mitogenomes Provide Insights Into the Evolution of Thoracotremata (Brachyura: Eubrachyura) Front. Mar. Sci. 9:848203. https://doi.org/10.3389/fmars.2022.848203
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  • 《中国科学院深海科学与工程研究所研究团队深渊狮子鱼研究取得更新进展》
    • 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：2024-01-07
    • 中国科学院深海科学与工程研究所何舜平团队2019年在英国著名自然杂志子刊Nature Ecology & Evolution（自然-生态与进化）上，发表研究论文首次揭示了超深渊狮子鱼适应极端环境的遗传基础，该文章一经发表引发广泛的报道和讨论。随着研究的深入，近日，该团队联合西北工业大学王堃教授团队又在著名刊物eLife（一区  TOP) 杂志上再发表一篇题为Chromosome-level genome assembly of hadal snailfish reveals mechanisms of deep-sea adaptation in vertebrates的研究论文，报道了深渊狮子鱼（Pseudoliparis swirei）进一步研究的新发现，深入地探讨了这一深渊类群的独特的适应机制。深渊狮子鱼是目前已知在海洋中生存深度最大的脊椎动物，生活在6000至8000米的深渊环境中。该研究对深渊狮子鱼群体基因组进行了深入分析，通过比较基因组学和转录组学方法，揭示了这一物种对极端环境的独特适应机制。 该研究对马里亚纳海沟深渊狮子鱼的基因组组装进行了优化，通过采用ONT长读取、BGI短读取和Hi-C测序技术，获得了染色体水平的高质量基因组组装，基因组大小为626.44 Mb，具有24条染色体。新的基因组组装填补了先前组装版本中1.26 Mb的缺失，提高了基因组的连续性和完整性。该研究利用不同海沟深渊狮子鱼基因组和线粒体基因数据对其演化历史进行了分析。研究表明，深渊狮子鱼与其近缘浅海种细纹狮子鱼（Tanaka's snailfish）约在1800万年前发生分化，而与其他生活在约1000米左右深度的深海近缘狮子鱼的分化时间约为990万年前，接近马里亚纳海沟形成的时间。该研究推测，深渊狮子鱼的祖先可能首先适应了大约990万年前形成的1000米左右的深海环境，随后逐渐适应了更深的环境。同时，系统发育分析表明它们在百万年内分散到太平洋的不同海沟。 该研究还关注了深渊狮子鱼在进化过程中对黑暗的适应。相较与细纹狮子鱼，深渊狮子鱼视觉系统中多个感光相关基因发生丢失，此外，感光元件的表达水平在不同深度上也发生了显著变化，这表明其在深海环境中对视觉的需求相对较低。进一步研究发现，与节律相关的基因也发生丢失或假基因化，表明深渊狮子鱼的生物钟可能仍然存在，但不再基于光的调控。 由于缺乏光线，听觉似乎对深渊狮子鱼的生存至关重要。研究发现，听觉相关基因cldnj在深渊狮子鱼基因组中拷贝数增加，该基因是耳石形成所必需的基因。转录组数据也表明深渊狮子鱼听觉相关蛋白表达量显著增加。 值得注意的是，转铁蛋白编码基因fthl27在深渊狮子鱼基因组中发生串联重复(14个拷贝)，进一步的细胞实验证明，fthl27过表达细胞内ROS水平显著降低，并具有显著更高的细胞活力。这增加了深渊狮子鱼在高静水压力下对氧化应激的耐受力，可能是其适应高压环境的重要因素之一。 总的来说，这项研究为深海鱼类的进化和适应机制提供了深入的了解，这有助于我们更全面地理解深海生物是如何适应极端环境的，对于保护和管理深海生物资源具有一定的参考价值。 中国科学院深海所何舜平研究员和西北工业大学王堃教授为该论文共同通讯作者，中国科学院深海所徐涵博士为该论文共同第一作者。 论文连接：https://doi.org/10.7554/eLife.87198.3 江汉大学王莹副教授和中国科学院水生所杨连东青年研究员对该文章发表了题为Surviving under pressure：Genomic analysis has shed light on how hadal snailfish have adapted to living at depths of several thousand metres的评论，发表于eLife杂志上。 文章链接：https://doi.org/10.7554/eLife.90216
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