兩種珊瑚的基因組比較表明了意想不到的遺傳多樣性

兩種珊瑚之間的第一次比較基因組研究揭示了顯著的進(jìn)化差異。這些發(fā)現(xiàn)可以幫助科學(xué)家了解珊瑚的恢復(fù)能力以及它們?nèi)绾螒?yīng)對氣候變化。

建造珊瑚礁的珊瑚分為兩個基因不同的群體，稱為強壯的分支和復(fù)雜的分支，至少在2.4億年前。到目前為止，唯一復(fù)雜的珊瑚基因組可用于復(fù)雜的珊瑚Acropora digitifera。由KAUST的Christian Voolstra和Manuel Aranda領(lǐng)導(dǎo)的國際團(tuán)隊對健壯的珊瑚Stylophora pistillata的基因組進(jìn)行了測序，然后將其與現(xiàn)有的Acropora基因組進(jìn)行了比較。

“在我們開始測序之前，我們必須開發(fā)一種方法來獲得未受珊瑚共生藻類DNA污染的Stylophora DNA，”Aranda說。“我們通過在提取DNA之前隔離珊瑚核去除共生體。”

珊瑚在同一物種中表現(xiàn)出高水平的遺傳變異。這使得從片段化的DNA片段將基因組拼接在一起變得更加困難。

“一旦對基因組進(jìn)行了測序，就必須挑選并標(biāo)記每個基因，”Voolstra說。“這就像試圖讀一本書之間沒有空格!”

一旦他們擁有完整的基因組，研究人員就會搜索兩種珊瑚中保存的蛋白質(zhì)和基因。在這兩個物種中一對一匹配的基因往往是控制生存的基本必需品的基因。然而，珊瑚不同的地方是免疫和特定的共生關(guān)系。

“如果一個珊瑚有一個基因的副本，而另一個有很多，則意味著有選擇性的進(jìn)化力量發(fā)揮作用，例如建立對特定病原體的免疫力，”阿蘭達(dá)說。“另一方面，珊瑚選擇與不同的共生藻類和細(xì)菌共存時，每種珊瑚都會擴大完全不同的基因和蛋白質(zhì)。”

他們的研究結(jié)果表明，Stylophora和Acropora在遺傳上完全不同。還有待觀察的是，一個進(jìn)化枝中的所有珊瑚是否遵循相似的遺傳模式，或僅僅是團(tuán)隊碰巧挑選出兩種截然不同的物種。將通過一個名為Reef Future Genomics(ReFuGe 2020)的大型項目進(jìn)一步澄清，該項目將在2020年之前對另外8個珊瑚基因組進(jìn)行測序。

“相當(dāng)漂亮，隨著Stylophora pistillata基因組的完成，我們現(xiàn)在擁有整個珊瑚holobiont的基因組 -珊瑚，共生體及其相關(guān)細(xì)菌，”Voolstra說。

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