تکامل ژنوم
طبیعت
ارتباطات
توالی‌های ژنوم مسیرهای پراکندگی جهانی را نشان می‌دهند و سازگاری‌های ژنتیکی همگرا را در تکامل اسب دریایی نشان می‌دهند.
PacBio |ایلومینا |سلام C |WGS |تنوع ژنتیکی |تاریخچه جمعیتی |جریان ژن
خدمات توالی یابی Pacbio، مونتاژ ژنوم de novo و حاشیه نویسی توسط Biomarker Technologies ارائه شده است.
نکات برجسته
1. ژنوم اسب دریایی در سطح کروموزوم با کیفیت بالا (Hippocampus erectus) با contig N50 15.5 Mb به دست آمد.
2. در مجموع 358 ژنوم از 21 گونه اسب دریایی در سراسر جهان توالی یابی شد.
3. اسب‌های دریایی تکامل یافته در اواخر الیگوسن و مسیرهای استعمار جهانی متعاقب آن شناسایی شده و با پویایی در حال تغییر در جریان‌های اقیانوسی و دهانه‌های دریای دیرینه‌زمانی مرتبط هستند.
4. اساس ژنتیکی فنوتیپ تطبیقی "خارهای استخوانی" عود کننده به جانشینی های مستقل در یک ژن رشدی کلیدی مرتبط است.
5. رفتینگ از طریق جریان های اقیانوسی پراکندگی ضعیف را جبران می کند و سازگاری سریع استعمار زیستگاه های جدید را تسهیل می کند.
دستاوردها
شکل 1 تنوع ژنتیکی و روابط فیلوژنتیکی 358 نمونه اسب دریایی
آمکان های نمونه برداری جغرافیایی برای اسب های دریایی نمونه برداری شده با الگوهای تنوع نوکلئوتیدی (π) از 21 گونه اسب دریایی در 22 کروموزوم.b درخت همسایه ساخته شده با SNPهای ژنومی 358 اسب دریایی.نمادهای پین مکان در (الف) و پس‌زمینه شاخه در (ب) با یکدیگر مطابقت دارند.
شکل 2 استعمار و تاریخچه جمعیتی اسب های دریایی
آتخمین درخت فیلوژنتیک و زمان واگرایی برای 21 گونه اسب دریایی.ضخامت خط شاخه با برآورد اندازه جمعیت (Ne) مطابقت دارد و رنگ ها نشان دهنده دودمان های مختلف است.نمادهای I-III نقاط کالیبراسیون را نشان می دهند.b-d مسیرهای استعماری (فلش های رنگی) اسب های دریایی بر اساس زمان واگرایی، توزیع، رویدادهای جانشینی، و جریان های اقیانوسی (فلش های سفید) پیش بینی شده است.b مجمع‌الجزایر هند و استرالیا مرکز منشأ (علامت‌گذاری قرمز) جنس هیپوکامپ قبل از تنوع و پراکندگی اسب‌های دریایی در سطح جهانی از 18 تا 23 میلیون سال بود.اسب‌های دریایی در ابتدا اقیانوس اطلس را از طریق راه‌دریایی تتیان، که پس از بسته شدن آن (رویداد پایانی در 7 تا 13 مارس) به استعمار تبدیل کردند، این دودمان تتیان را از دودمان خواهر خود در اقیانوس هند جدا کرد.دومی، متعاقباً به سرعت در دریای عرب متنوع شد (علامت گذاری زرد) و دومین مرکز تنوع اسب دریایی را ایجاد کرد.دومين رويداد استعمار اسب دريايي اقيانوس اطلس از اقيانوس هند در حدود 5 ميليون متر با عبور از نوك آفريقاي جنوبي و در نهايت رسيدن به شرق اقيانوس آرام از طريق راه دريايي هنوز باز پاناما با وسعت تقريبي 6/3 ميليون سال رخ داد.
شکل 3 جریان ژن و نوسانات در اندازه جمعیت موثر
آجریان ژنی بین گونه‌های ساکن در اقیانوس اطلس جنوبی شناسایی شد.جریان ژن در نزدیکی خطوط سفید به عنوان نرخ مهاجرت استنتاج شده توسط G-PhoCS نشان داده شده است.ضخامت و جهت فلش ها به ترتیب با سرعت و جهت جریان ژن مطابقت دارد.b نوسانات در اندازه موثر جمعیت توسط PSMC.محور x نشان دهنده زمان در سال های قبل از زمان حال است در حالی که محور y نشان دهنده اندازه موثر جمعیت است.نمودارها عمدتاً بر اساس توزیع جغرافیایی برای هر یک از گونه ها با مناطق پراکنش متفاوت سازماندهی شده اند.c تغییر سطح دریا در طول 1 میلیون سال گذشته بر حسب متر33.خط زرد آخرین قله بین یخبندان جهانی را نشان می دهد در حالی که سایه فیروزه ای آخرین دوره حداکثر یخبندان را نشان می دهد.
شکل 4 تکامل خارها.
آسمت چپ، گونه‌ای درخت که تکامل مستقل خارها را در اسب‌های دریایی نشان می‌دهد.طول شاخه نشان دهنده تعداد تعویض در هر سایت است.چهار گونه اسب دریایی خاردار با رنگ آبی مشخص شده اند.شاخه‌های ضخیم‌تر با نرخ بالاتری از جایگزینی‌های غیرمترادف به مترادف (dN/dS) برای ژن bmp3 مطابقت دارد.آزمون متعارف و تعمیم یافته مک دونالد و کریتمن (MKT) برای ژن bmp3 برای سه گونه خواهر جفتی با ویژگی‌های متفاوت خاردار و غیر خاردار که با رنگ‌های پس‌زمینه برجسته شده‌اند، انجام شد که سطوح معنی‌داری آن‌ها به ترتیب با مقدار p با فونت آبی و قرمز نشان داده شد.در سمت راست، مقایسه جایگزینی اسید آمینه در پروتئین bmp3، جایگزینی چند شکلی و ثابت در اسب های دریایی خاردار به ترتیب با دایره های قرمز و آبی نشان داده شده است.b توزیع مقادیر dN/dS در bmp3 در اسب های دریایی خاردار در مقایسه با گونه های غیر خاردار.c تکامل مستقل در درخت فیلوژنتیک بازسازی شده برای پروتئین کدگذاری شده توسط bmp3.d هیبریداسیون کامل در محل bmp3 در هیپوکامپ ارکتوس.
ارجاع
لی سی و همکارانتوالی‌های ژنوم مسیرهای پراکندگی جهانی را نشان می‌دهند و سازگاری‌های ژنتیکی همگرا را در تکامل اسب دریایی نشان می‌دهند.Nat Commun.17 فوریه 2021؛ 12 (1): 1094.
اخبار و نکات مهم هدف آن به اشتراک گذاری آخرین موارد موفق با Biomarker Technologies، ثبت دستاوردهای علمی جدید و همچنین تکنیک های برجسته به کار رفته در طول مطالعه است.
زمان ارسال: ژانویه-06-2022