研究揭示海洋入侵生物遺傳變異與表觀遺傳修飾參與環境適應的功能互補機制

發布時間:2022-06-20
  適應性進化是生物響應環境變化的重要機制。傳統觀點認為,基于DNA序列變異的自然選擇過程可選擇具有較高適合度的遺傳型個體。近期研究表明,不基于DNA序列變異的表觀遺傳修飾,如DNA甲基化,不僅影響生物表型特征,也可在適應性進化過程中起重要作用。但遺傳變異和表觀遺傳修飾在適應性進化過程中的關系仍不清晰。
  近日,省科學院動物所聯合中國科學院生態環境研究中心、復旦大學、加拿大溫莎大學等科研機構,以海洋入侵物種史氏菊海鞘(Botryllus schlosseri)全球群體為研究對象,解析了史氏菊海鞘適應全球不同海域環境的遺傳和表觀遺傳機制,并重點解析了兩者在環境適應中的功能關系。研究發現了不同地理群體在遺傳變異水平和表觀遺傳修飾水平(DNA甲基化)均存在顯著分化,但群體遺傳結構和表觀遺傳結構存在明顯差異(圖1 & 2);揭示了DNA甲基化可獨立于遺傳變異的作用模式;提出了遺傳變異與表觀遺傳修飾參與環境適應的功能互補機制,這些機制可促使史氏菊海鞘適應不同的環境并成功入侵至新的環境中(圖3)。
  相關研究成果以“Complementary genomic and epigenomic adaptation to environmental heterogeneity”為題發表在國際知名生態學期刊Molecular Ecology。省科學院動物所高養春博士及中科院生態環境研究中心陳義永博士為文章共同第一作者,中科院生態環境研究中心戰愛斌研究員及復旦大學胡俊韜研究員為通訊作者。該研究得到國家自然科學基金、廣東省科學院發展專項資金等項目資助。
 
  
圖1 全球史氏菊海鞘群體遺傳結構

 
  圖2 全球史氏菊海鞘群體表觀遺傳結構

  
  圖3 遺傳變異和表觀遺傳修飾的功能關系

論文連接詳見:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.16500


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