11月4日，國際學(xué)術(shù)期刊Molecular Biology and Evolution（分子生物學(xué)與進(jìn)化1區(qū)，5年IF 13.401）在線發(fā)表了海洋所劉進(jìn)賢課題組關(guān)于魚類快速適應(yīng)淡水生境的遺傳學(xué)機(jī)制研究最新成果。該研究從基因組水平揭示了魚類快速適應(yīng)淡水生境的遺傳學(xué)基礎(chǔ)，為生物復(fù)雜性狀快速適應(yīng)性進(jìn)化的分子機(jī)制提供了新的認(rèn)知，并對預(yù)測生物應(yīng)對環(huán)境變化的適應(yīng)性進(jìn)化策略具有重要的理論價值。

 

　　環(huán)境變化背景下生物的適應(yīng)性進(jìn)化是生物多樣性產(chǎn)生的重要機(jī)制，也是廣受關(guān)注的科學(xué)問題。盡管生物表型為應(yīng)對環(huán)境改變可以發(fā)生快速適應(yīng)性進(jìn)化，但對于復(fù)雜性狀快速適應(yīng)的遺傳機(jī)制的理解目前仍然十分匱乏。部分海洋魚類在演化的過程中進(jìn)入淡水生境，形成了淡水定居型的種群，為解析復(fù)雜表型適應(yīng)性進(jìn)化的遺傳機(jī)制提供了契機(jī)。

 

　　劉進(jìn)賢課題組以刀鱭的洄游種群及其淡水定居種群為研究對象，采用群體基因組學(xué)的研究方法，通過比較長江水系不同的淡水定居型種群與長江口的洄游型種群之間的基因組差異，探討了海洋魚類淡水定居種群的淡水適應(yīng)這一復(fù)雜性狀的遺傳學(xué)機(jī)制。

　　刀鱭兩處與平行演化相關(guān)的染色體倒置特征：（A）基于倒置區(qū)域SNP的PCA散點(diǎn)圖（B）倒置區(qū)域不同染色體核型的個體雜合度分布（C）倒置區(qū)域不同染色體核型在不同種群的頻率

 

　　研究發(fā)現(xiàn)，刀鱭種群在染色體LG6和LG22上存在兩個很大的染色體倒置，這兩個染色體倒置在淡水定居種群中具有很高的頻率，但在洄游種群中的頻率很低或未檢測到，兩處染色體倒置區(qū)域上SNP的等位基因頻率在淡水定居種群和洄游種群間亦存在明顯差異；功能分析顯示兩個染色體倒置區(qū)域富集了與代謝過程、免疫調(diào)控、生長發(fā)育、滲透壓調(diào)節(jié)等多個生物過程相關(guān)的基因，暗示兩個染色體倒置區(qū)域上的遺傳差異可能與刀鱭洄游種群和淡水定居種群間在適應(yīng)性進(jìn)化過程中形態(tài)、生理、行為等表型上的分化有關(guān)，提示基因組結(jié)構(gòu)變異在刀鱭淡水定居種群的淡水適應(yīng)的平行演化過程中扮演了非常重要的角色。

 

　　該研究得到了國家自然科學(xué)基金委項(xiàng)目資助，李玉龍副研究員和宗紹兵博士研究生為論文共同第一作者，劉進(jìn)賢研究員為論文通訊作者。

 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1093/molbev/msaa290