白癜风缺铜吃什么 http://baidianfeng.39.net/a_xcyy/130909/4253317.html关键词：进化机制、海洋生物、基因组
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导语
上周我们回顾了第一届国际海洋基因组学会议中田相利老师所做的报告——《面向应用的刺参池塘养殖生态系统菌群结构和功能研究》。
今天，我们将分享王文老师在大会所做的报告——《海洋生物基因组研究提供进化新发现》。
专家介绍
王文，博士生导师，现为中国科学院昆明动物所研究员，西北工业大学教授，中德马普进化基因组学青年科学家研究组组长。
研究方向：长期来一直致力于自然选择和人工选择下新遗传结构（geneticnovelties）及其功能起源进化机制的研究。
引言：从进化说起
“NothinginBiologyMakesSenseExceptintheLightofEvolution”--TheodosiusDobzhansky，
1.新基因的起源。不同物种中基因的数目千差万别。是什么驱使了这种差异？让我们从亲缘关系非常近的人和大猩猩说起，即使是如此近缘的两个物种，也存在很多的差异基因。我们识别到多个人类特有的基因，这些基因的功能被证实对脑部发育起到关键作用。通过更多的比较研究，我们总结了新基因起源的三大主要驱动因素：基因重复、逆转录转座、从头起源。
2.自然选择和人工选择。相对于自然选择，我们对人工选择背后的遗传机制了解甚少。尤其是受到人工驯化的动植物表现出的性状的快速进化现象，其背后的遗传学机制更是困扰学界已久。
3.群体基因组学和比较基因组学为研究人工选择背后的遗传机制带来了新的契机：通过对驯化品种和野生祖先个体的组学研究，我们能够捕捉到驯化品种的选择性清除和其特有的其他遗传信号，这些信息都将帮助我们理解人工选择背后的遗传机制。
4.进化研究中的组学方法：利用系统基因组学、比较基因组学、转录组学和表观基因组学等组学方法探究进化-发育问题，我们已在很多模式物种上成功实践。例如鸟类基因组计划和B10K。
背景：
海洋生物组学研究将为进化提供新视角
三个进化地位重要的海洋生物类群：
棘皮动物、盲鳗（有脊椎起源）、肺鱼（肺和四足动物起源）
拟解决的问题
1.为什么动物体型设计如此保守？对于大部分动物门类，体型设计基本都是两侧对称的，但是棘皮动物是个例外，大部分保持了辐射对称的体型设计。
2.圆口动物在发育过程中经历了大规模的基因组重排，这导致他的体细胞基因组差异巨大。那么，该如何解析这样特殊的基因组？
3.肺鱼目前仅存三个物种，基因组大小分别约为40Gb，80Gb和Gb。如何破解如此庞大的基因组？
材料和方法
1.同RIKEN的科学家合作，对海百合和海胆的基因组和以上两个物种及海参的胚胎发育不同时期的转录组进行测序。并将这些数据同斑马鱼、老鼠和人的发育时期转录组数据进行比较。
2.同Prof.Kurutani实验室合作，利用盲鳗的生殖细胞提取DNA测序，以构建基因组草图。并同青岛华大基因研究院合作，利用Hi-C测序，构建染色体水平的高质量基因组参考序列。进一步对9个组织/器官基因组和转录组进行了测序和从头组装。
3.以非洲肺鱼为研究对象，其预估基因组大小40Gb，取肌肉组织提取DNA并进行基因组测序，并对脑、肺等8个组织进行转录组测序。利用青岛华大基因研究院开发的针对超大基因组组装的算法，对测序数据进行组装。
结果与讨论
1.海百合和海胆的基因组组装已经完成。对于这两种高杂合基因组，组装结果contigN50都达到12Kb以上，scaffoldN50都达到Kb以上。分别注释出26,和30,个蛋白质编码基因。转录组分析的结果仍在进行中。通过对个单拷贝基因家族的分析，证实海百合处在棘皮动物进化树基部。
2.盲鳗基因组contigN50达到8Kb，scaffoldN50达到2.69Mb，组装结果优于其他两种圆口动物的组装结果。重复序列注释的结果也表明，盲鳗基因组的重复序列含量已达到63.15%，成为动物中重复序列含量最高的物种。另外，更为奇特的是，器官/组织的基因组大小远小于参考基因组大小，这表明发育过程中基因组发生了严重的丢失。我们将其称之为基因组的“可变剪切”。
通过比较也发现，与有颌类动物两次的全基因组复制事件不同，圆口动物只有一次独立的全基因组复制事件。
3.肺鱼初步的组装结果contigN50达到1.1Kb，对于未补洞的基因组已经达到通常的水平。转录组的分析发现了26个脑部特异表达的基因。后续对于组装结果的完善和全长转录组测序，都将为四足动物的进化研究提供重要的数据。
总结
1.基因组学、转录组学等组学方法为起源和进化机制研究提供全新视角，打通了宏进化和微进化之间的通路。
2.对于重要进化节点的海洋生物基因组解析，将为生物起源和进化机制提供新的发现和重要证据。
长按
