近日，分子生物學與進化領域權威期刊《Molecular Biology and Evolution》在線刊發(fā)了中科院海洋所貝類遺傳與進化研發(fā)團隊關于牡蠣高溫適應進化機制的研究論文“Noncoding variation and transcriptional plasticity promote thermal adaptation in oysters by altering energy metabolism”。這是該團隊繼在nature、nature ecology & evolution發(fā)表牡蠣適應進化及種質資源格局形成機制研究論文后，在牡蠣環(huán)境適應進化領域取得的又一重要進展。

 

　　全球氣候變化加劇和極端天氣頻發(fā)對海洋生物生存和繁殖造成了嚴重威脅，遺傳變異和可塑性響應是生物適應性進化過程中的兩種重要機制。牡蠣作為生態(tài)與經濟價值兼?zhèn)涞某遍g帶優(yōu)勢種，是研究海洋生物適應進化機制的理想對象。長牡蠣與福建牡蠣是自然分布在我國北方與南方的潮間帶優(yōu)勢種，是我國兩大主養(yǎng)經濟貝類，也是不同溫度適應型的近緣姊妹亞種。

 

　　遺傳分化與表型可塑性作為進化的兩種重要驅動力量，其相互關系一直是適應進化領域研究的熱點與難點。本研究以長牡蠣與福建牡蠣為研究對象，解析遺傳分化和可塑性在高溫適應中的作用權重。研究發(fā)現南方福建牡蠣表現出更高的適應性表達可塑性，受選擇基因同時作為環(huán)境響應基因，其在非編碼區(qū)表現出更強的遺傳變異特征。南方牡蠣具有更強的ATP（三磷酸腺苷）合成和脂肪酸分解能力；而北方牡蠣ATP消耗和脂肪酸合成能力更強，說明脂肪酸和ATP代謝間的能量代償在長牡蠣和福建牡蠣適應南北環(huán)境中發(fā)揮了重要作用?？傊撗芯砍晒沂玖朔蔷幋a區(qū)變異和基因表達可塑性介導的能量分配在高溫適應中的重要作用。

 

　　該成果對于預測海洋生物的適應氣候變化的潛力提供了重要參考，同時為優(yōu)良新種質的創(chuàng)制奠定了理論基礎。近年來，該研究團隊以巨蠣屬牡蠣-潮間帶為研究體系，揭示了不同時空尺度上的牡蠣適應進化及其機制。團隊在該領域取得的系列成果為全面解析以牡蠣為代表的海洋生物不同層次多樣性形成機制，加深海洋資源認知與利用具有重要意義，推動了國內外海洋生物適應進化領域的發(fā)展。

 

　　能量代謝的進化代償是牡蠣適應南北環(huán)境中的重要分子機制

 

　　本研究得到了國家重點研發(fā)計劃、中科院先導專項、實驗海洋生物學重點實驗室優(yōu)秀青年基金、博士后基金和中科院大科學中心重點部署項目的共同資助。

 

　　原文鏈接：https://academic.oup.com/mbe/advance-article/doi/10.1093/molbev/msab241/6352503

 

　　Ao Li（黎奧）， Li Li*（李莉）， Ziyan Zhang（張梓言）， Shiming Li（李世明）， Wei Wang（王威）， Ximing Guo（郭希明）， Guofan Zhang*（張國范）。 Noncoding variation and transcriptional plasticity promote thermal adaptation in oysters by altering energy metabolism, Molecular Biology and Evolution, 2021, msab241.