EVOLUSI GENOME
alam
KOMUNIKASI
Urutan genom mengungkap rute penyebaran global dan menyarankan adaptasi genetik konvergen dalam evolusi kuda laut
PacBio |Menerangi |Hai-C |WGS |Keanekaragaman Genetik |Sejarah Demografi |Aliran gen
Layanan pengurutan Pacbio, perakitan genome de novo, dan anotasi disediakan oleh Biomarker Technologies.
Highlight
1. Diperoleh genom kuda laut (Hippocampus erectus) tingkat kromosom berkualitas tinggi dengan contig N50 sebesar 15,5 Mb.
2. Sebanyak 358 genom dari 21 spesies kuda laut di seluruh dunia telah disekuensing ulang.
3. Kuda laut yang berevolusi pada akhir Oligosen dan rute kolonisasi sirkum-global berikutnya diidentifikasi dan dikaitkan dengan perubahan dinamika arus laut dan bukaan laut paleotemporal
4. Dasar genetik dari fenotip adaptif “tulang belakang” yang berulang dikaitkan dengan substitusi independen dalam gen perkembangan utama.
5. Berarung jeram melalui arus laut mengkompensasi penyebaran yang buruk dan adaptasi yang cepat memfasilitasi kolonisasi habitat baru
Prestasi
Gambar 1 Keanekaragaman genetik dan hubungan filogenetik 358 spesimen kuda laut
ALokasi pengambilan sampel geografis untuk sampel kuda laut dengan pola keanekaragaman nukleotida (π) dari 21 spesies kuda laut pada 22 kromosom.b Pohon tetangga yang dibangun dengan SNP seluruh genom dari 358 kuda laut.Simbol pin lokasi di (a) dan latar belakang cabang di (b) saling berhubungan.
Gambar 2 Kolonisasi dan sejarah demografi kuda laut
APerkiraan pohon filogenetik dan waktu divergensi untuk 21 spesies kuda laut.Ketebalan garis cabang sesuai dengan perkiraan ukuran populasi (Ne) dan warna menunjukkan garis keturunan yang berbeda.Simbol I–III menunjukkan titik kalibrasi.b–d Prediksi rute kolonisasi (panah berwarna) kuda laut berdasarkan waktu divergensi, distribusi, peristiwa vicariance, dan arus laut (panah putih).b Kepulauan Indo-Australia merupakan pusat asal (tanda merah) genus Hippocampus sebelum kuda laut melakukan diversifikasi dan penyebaran secara global pada 18–23 juta tahun yang lalu.c Kuda laut awalnya mengkolonisasi Samudera Atlantik melalui pembukaan jalur laut Tethyan, yang, setelah penutupannya (Peristiwa Terminal selama 7–13 juta tahun yang lalu), memisahkan garis keturunan Tethyan ini dari garis keturunan saudaranya di Samudera Hindia.Yang terakhir, kemudian melakukan diversifikasi dengan cepat (tanda kuning) di Laut Arab, membentuk pusat diversifikasi kuda laut yang kedua.d Peristiwa kolonisasi kuda laut kedua di Samudera Atlantik terjadi dari Samudera Hindia sekitar 5 Ma dengan melewati ujung Afrika Selatan, dan akhirnya sampai di Samudera Pasifik Timur melalui jalur laut Panama yang masih terbuka kurang lebih 3,6 Ma.
Gambar 3 Aliran gen dan fluktuasi ukuran populasi efektif
AAliran gen terdeteksi antar spesies yang menghuni Samudra Atlantik Selatan.Aliran gen ditunjukkan di dekat garis putih sebagai tingkat migrasi yang disimpulkan oleh G-PhoCS.Ketebalan dan arah panah masing-masing berhubungan dengan kecepatan dan arah aliran gen.b Fluktuasi ukuran populasi efektif menurut PSMC.Sumbu x mewakili waktu dalam beberapa tahun sebelum sekarang, sedangkan sumbu y mewakili jumlah populasi efektif.Bagan tersebut disusun terutama menurut sebaran geografis untuk masing-masing spesies dengan wilayah sebaran yang berbeda.c Perubahan permukaan laut selama 1 juta tahun terakhir dalam meter33.Garis kuning menunjukkan puncak interglasial global terakhir, sedangkan warna biru kehijauan menunjukkan periode maksimum glasial terakhir.
Gambar 4 Evolusi duri.
AKiri, Pohon spesies yang menampilkan evolusi independen duri kuda laut.Panjang cabang menunjukkan jumlah pergantian pemain per lokasi.Empat spesies kuda laut berduri disorot dengan warna biru.Cabang yang lebih tebal berhubungan dengan tingkat substitusi nonsynonymous-to-synonymous (dN/dS) yang lebih tinggi untuk gen bmp3.Tes McDonald dan Kreitman (MKT) kanonik dan umum untuk gen bmp3 dilakukan untuk tiga spesies saudara berpasangan dengan fitur berduri dan tidak berduri berbeda yang disorot oleh warna latar belakang, yang tingkat signifikansinya ditunjukkan oleh nilai p dengan font biru dan merah, masing-masing.Benar, perbandingan substitusi asam amino pada protein bmp3, substitusi polimorfik dan substitusi tetap pada kuda laut berduri masing-masing ditandai dengan lingkaran merah dan biru.b Distribusi nilai dN/dS pada bmp3 pada kuda laut berduri dibandingkan dengan spesies tidak berduri.c Evolusi independen pada pohon filogenetik yang direkonstruksi untuk protein yang dikodekan oleh bmp3.d Hibridisasi bmp3 in-situ secara keseluruhan di Hippocampus erectus.
Referensi
Li C dkk.Urutan genom mengungkap rute penyebaran global dan menyarankan adaptasi genetik konvergen dalam evolusi kuda laut.Nat Komuni.2021 17 Februari;12(1):1094.
Berita dan Sorotan bertujuan untuk berbagi kasus-kasus sukses terbaru dengan Biomarker Technologies, menangkap pencapaian ilmiah baru serta teknik-teknik terkemuka yang diterapkan selama penelitian.
Waktu posting: 06 Januari 2022