GENOMO EVOLIUCIJA
gamta
KOMUNIKACIJOS
Genomo sekos atskleidžia pasaulinius sklaidos kelius ir siūlo konvergencinius genetinius prisitaikymus jūrų arkliuko evoliucijoje
PacBio |Iliumina |Hi-C |WGS |Genetinė įvairovė |Demografinė istorija |Genų srautas
„Pacbio“ sekos nustatymo, genomo de novo surinkimo ir anotavimo paslaugas teikė „Biomarker Technologies“.
Pabrėžia
1. Gautas aukštos kokybės chromosomos lygio jūrų arkliuko (Hippocampus erectus) genomas su 15,5 Mb kontig N50.
2. Iš viso buvo iš naujo sekvenuoti 358 genomai iš 21 jūrų arkliuko rūšies visame pasaulyje.
3. Jūrų arkliukai, išsivystę vėlyvajame oligocene ir vėlesniuose pasaulinės kolonizacijos keliuose, yra nustatyti ir susieti su kintančia vandenynų srovių dinamika ir paleotemporalinėmis jūros angomis
4. Pasikartojančių „kaulinių stuburų“ adaptacinio fenotipo genetinis pagrindas yra susijęs su nepriklausomais pagrindinio vystymosi geno pakaitalais.
5. Plaukimas plaustais vandenyno srovėmis kompensuoja prastą pasklidimą, o greitas prisitaikymas palengvina naujų buveinių kolonizavimą
Pasiekimai
1 pav. 358 jūrų arkliuko egzempliorių genetinė įvairovė ir filogenetiniai ryšiai
aGeografinės mėginių ėmimo vietos jūrų arkliams su 21 jūrų arkliuko rūšies nukleotidų įvairovės (π) modeliais 22 chromosomose.b Kaimyninis medis, pagamintas iš 358 jūrų arkliukų genomo masto SNP.Vietos kaiščio simboliai (a) ir šakos fonas (b) atitinka vienas kitą.
2 pav. Jūrų arkliukų kolonizacija ir demografinė istorija
a21 jūrų arkliuko rūšies filogenetinis medis ir skirtumo laikas.Šakos linijos storis atitinka populiacijos dydžio įvertinimus (Ne), o spalvos rodo skirtingas linijas.Simboliai I–III nurodo kalibravimo taškus.b–d Numatyti jūrų arkliukų kolonizacijos keliai (spalvotos rodyklės), pagrįsti skirtumo laiku, pasiskirstymu, vikarijos įvykiais ir vandenyno srovėmis (baltos rodyklės).b IndoAustralijos archipelagas buvo Hippocampus genties kilmės centras (raudona žyma), kol jūrų arkliukai 18–23 mln.c Jūrų arkliukai iš pradžių kolonizavo Atlanto vandenyną per atsivėrusį Tetjano jūrų kelią, kuris po jo uždarymo (Terminalo įvykis 7–13 mln. mėn.) atskyrė šią Tetjų giminę nuo Indijos vandenyno seserinės linijos.Pastarasis vėliau sparčiai diversifikuotas (geltona žyma) Arabijos jūroje, įkurdamas antrąjį jūrų arkliukų įvairinimo centrą.d Antrasis jūrų arkliuko kolonizavimo įvykis Atlanto vandenyne įvyko iš Indijos vandenyno maždaug 5 mln. metrų atstumu, praplaukiant Pietų Afrikos smaigalį ir galiausiai maždaug 3,6 mln.
3 pav. Genų srautas ir efektyvaus populiacijos dydžio svyravimai
aGenų srautas aptiktas tarp rūšių, gyvenančių Pietų Atlanto vandenyne.Genų srautas rodomas šalia baltųjų linijų kaip migracijos greitis, nustatytas G-PhoCS.Rodyklės storis ir kryptis atitinka atitinkamai genų srauto greitį ir kryptį.b Efektyviojo populiacijos dydžio svyravimai pagal PSMC.X ašis reiškia laiką metais iki dabarties, o y ašis – efektyvų populiacijos dydį.Diagramos suskirstytos daugiausia pagal kiekvienos rūšies, turinčios skirtingą paplitimo zoną, geografinį pasiskirstymą.c Jūros lygio pokytis per pastaruosius 1 milijoną metų metrais33.Geltona linija žymi paskutinę pasaulinę tarpledyninę viršūnę, o žalsvai mėlynas atspalvis nurodo paskutinį ledyninį laikotarpį.
4 pav. Stuburo raida.
aKairėje, rūšių medis, vaizduojantis nepriklausomą jūrų arkliukų spyglių evoliuciją.Šakos ilgis rodo pakeitimų skaičių vienoje vietoje.Mėlyna spalva paryškintos keturios dygliuotų jūrų arkliukų rūšys.Storesnės šakos atitinka didesnį bmp3 geno pakeitimų nuo sinonimų iki sinonimų (dN/dS) dažnį.Kanoninis ir apibendrintas McDonald ir Kreitman testas (MKT) bmp3 genui buvo atliktas trims poroms seserinėms rūšims, turinčioms skirtingus spygliuotus ir nedygliuotus bruožus, paryškintus fono spalvomis, kurių reikšmingumo lygiai buvo nurodyti p reikšme atitinkamai mėlynu ir raudonu šriftu.Teisingai, aminorūgščių pakaitalų palyginimas bmp3 baltyme, polimorfiniai ir fiksuoti pakaitalai dygliuotuose jūrų arkliukuose yra atitinkamai pažymėti raudonais ir mėlynais apskritimais.b DN/dS reikšmių pasiskirstymas bmp3 dygliuotuose jūrų arkliuose, palyginti su nedygliuotomis rūšimis.c Nepriklausoma filogenetinio medžio evoliucija, rekonstruota baltymui, koduojamam bmp3.d Visiškas bmp3 hibridizavimas in situ Hippocampus erectus.
Nuoroda
Li C ir kt.Genomo sekos atskleidžia pasaulinius sklaidos kelius ir siūlo konvergencinius genetinius prisitaikymus jūrų arkliuko evoliucijoje.Nat Commun.2021 m. vasario 17 d.;12(1):1094.
Naujienos ir svarbiausi dalykai siekia pasidalyti naujausiais sėkmingais atvejais su „Biomarker Technologies“, užfiksuoti naujus mokslo laimėjimus ir svarbius tyrimo metu taikytus metodus.
Paskelbimo laikas: 2022-06-06