EVOLUCIÓ DEL GENOMA
naturalesa
COMUNICACIONS
Les seqüències del genoma revelen rutes globals de dispersió i suggereixen adaptacions genètiques convergents en l'evolució dels cavallets de mar
PacBio |Il·lumina |Hola-C |WGS |Diversitat genètica |Història demogràfica |Flux de gens
Biomarker Technologies va proporcionar els serveis de seqüenciació, muntatge de nou genoma i anotació de Pacbio.
Destacats
1.Es va obtenir un genoma de cavallets de mar (Hippocampus erectus) d'alta qualitat amb un contig N50 de 15,5 Mb.
2. Es van reseqüenciar un total de 358 genomes de 21 espècies de cavallets de mar arreu del món.
3. S'identifiquen els cavallets de mar evolucionats a finals de l'Oligocè i les subsegüents rutes de colonització circumglobals i es relacionen amb les dinàmiques canviants dels corrents oceànics i les obertures paleotemporals de les vies marítimes.
4.La base genètica del fenotip adaptatiu recurrent de les "espines òssies" està relacionada amb substitucions independents en un gen clau del desenvolupament.
5. El ràfting a través dels corrents oceànics compensa la mala dispersió i la ràpida adaptació facilita la colonització de nous hàbitats
Assoliments
Fig. 1 Diversitat genètica i relacions filogenètiques de 358 exemplars de cavallets de mar
aUbicacions geogràfiques de mostreig per a cavallets de mar mostrejats amb patrons de diversitat de nucleòtids (π) de les 21 espècies de cavallets de mar en 22 cromosomes.b Arbre veí construït amb SNP a tot el genoma de 358 cavallets de mar.Els símbols de pins d'ubicació a (a) i el fons de branca a (b) es corresponen entre si.
Fig. 2 Colonització i història demogràfica dels cavallets de mar
aEstimacions d'arbres filogenètics i temps de divergència per a 21 espècies de cavallets de mar.El gruix de la branca correspon a les estimacions de la mida de la població (Ne) i els colors indiquen diferents llinatges.Els símbols I–III indiquen punts de calibratge.b–d Rutes de colonització previstes (fletxes de colors) dels cavallets de mar en funció del temps de divergència, la distribució, els esdeveniments de vicariança i els corrents oceànics (fletxes blanques).b L'arxipèlag indoaustralià va ser el centre d'origen (marca vermella) del gènere Hippocampus abans que els cavallets de mar es diversificassin i es dispersessin a nivell mundial entre 18 i 23 anys.c Els cavallets de mar van colonitzar inicialment l'oceà Atlàntic a través de l'obertura de la via marítima de Tethyan, que, després del seu tancament (Esdeveniment terminal durant 7–13 Ma), va separar aquest llinatge tetià del seu llinatge germà de l'oceà Índic.Aquest últim, posteriorment es va diversificar ràpidament (marca groga) al mar d'Aràbia, establint un segon centre de diversificació de cavallets de mar.d Un segon esdeveniment de colonització de cavallets de mar de l'oceà Atlàntic es va produir des de l'oceà Índic uns 5 Ma passant per la punta sud-africà, i finalment arribant a l'oceà Pacífic oriental a través de la via marítima de Panamà encara oberta aproximadament 3,6 Ma.
Fig. 3 Flux de gens i fluctuacions en la mida efectiva de la població
aFlux de gens detectat entre espècies que habiten l'oceà Atlàntic Sud.El flux gènic es mostra a prop de les línies blanques com a taxa de migració deduïda per G-PhoCS.El gruix i la direcció de les fletxes corresponen a les taxes i la direcció del flux gènic, respectivament.b Fluctuacions en la mida efectiva de la població per PSMC.L'eix x representa el temps en anys abans del present, mentre que l'eix y representa la mida efectiva de la població.Les cartes s'organitzen principalment segons la distribució geogràfica de cadascuna de les espècies amb diferents àrees de distribució.c Canvis del nivell del mar durant l'últim milió d'anys en metres33.La línia groga indica l'últim pic interglacial global mentre que la tonalitat cian indica l'últim període màxim glacial.
Fig. 4 L'evolució de les espines.
aA l'esquerra, arbre d'espècies que mostra l'evolució independent de les espines dels cavallets de mar.La longitud de la branca indica el nombre de substitucions per lloc.Quatre espècies de cavallets de mar espinosos es destaquen en blau.Les branques més gruixudes corresponen a taxes més altes de substitucions de no sinònim a sinònim (dN/dS) per al gen bmp3.Es va realitzar la prova canònica i generalitzada de McDonald i Kreitman (MKT) per al gen bmp3 per a tres espècies germanes per parelles amb característiques espinoses i no espinoses divergents destacades per colors de fons, els nivells de significació dels quals es van indicar pel valor p amb font blava i vermella, respectivament.A la dreta, la comparació de les substitucions d'aminoàcids a la proteïna bmp3, les substitucions polimòrfiques i fixes en els cavallets de mar espinosos s'indiquen amb cercles vermells i blaus, respectivament.b Distribució dels valors dN/dS en bmp3 en cavallets de mar espinosos en comparació amb espècies no espinoses.c Evolució independent en l'arbre filogenètic reconstruït per a la proteïna codificada per bmp3.d Hibridació in situ de muntatge complet de bmp3 a Hippocampus erectus.
Referència
Li C et al.Les seqüències del genoma revelen rutes globals de dispersió i suggereixen adaptacions genètiques convergents en l'evolució dels cavallets de mar.Nat Commun.17 de febrer de 2021;12(1):1094.
Notícies i més destacats té com a objectiu compartir els últims casos d'èxit amb Biomarker Technologies, capturant nous èxits científics així com tècniques destacades aplicades durant l'estudi.
Hora de publicació: 06-gen-2022