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Molecular Biology and Evolution |郭宝成等合作揭示青藏高原及其周边分布裂腹鱼的多倍化演化历史

生物多样性期刊之声 2024年10月23日 16:31 北京

以下文章来源于动物学会生物地理学分会 ，作者李欣欣

动物学会生物地理学分会.

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多倍化或全基因组重复在生物多样性演化中扮演重要角色，然而也有研究认为多倍化是生物演化的随机事件。回答多倍化是否为适应性演化的结果亦或随机事件，关键在于理解多倍体类群建立和形成的过程。中国科学院动物研究所联合中国科学院水生生物研究所团队，以青藏高原及其周边地区分布的裂腹鱼为研究对象，整合了包括裂腹鱼三个不同类群67个物种及21个近缘二倍体物种的组学数据，通过对18种裂腹鱼两两间226至 1684 个Ohnlog基因的分析，并结合生物地理学、化石记录、线粒体基因组分化等信息揭示了裂腹鱼多倍化的过程。

研究结果显示现存裂腹鱼在2.34至0.88百万年前经历了多次独立的多倍化起源，且可能均为同源多倍化，即物种分化后再独立多倍化是现存裂腹鱼多样性形成的主要模式。这与长久以来认为裂腹鱼是通过一次古老多倍化起源，即先多倍化后物种分化的假说截然不同。研究提出作为青藏高原隆升亲历者的现存裂腹鱼的生物多样性形成模式是一个二重奏：青藏高原的隆升促进了裂腹鱼二倍体祖先的广泛扩散和物种多样化，随后上新世-更新世的气候环境变化使得裂腹鱼二倍体祖先通过同源多倍化的方式得以适应生存，伴随着上新世-更新世的气候环境变化多倍体裂腹鱼逐渐取代其二倍体祖先。该研究不仅了刻画一个年轻多倍体脊椎动物谱系形成的过程，也为多倍化的适应性产生提供了证据。

研究结果

该研究近期以"Recent and recurrent autopolyploidization fueled diversification of snow carp on the Tibetan Plateau"为题发表在国际学术期刊《Molecular Biology and Evolution》。中国科学院动物研究所助理研究员李欣欣为第一作者，中国科学院动物研究所郭宝成研究员、中国科学院水生生物研究所何舜平研究员和陈宜瑜院士为论文的共同通讯作者，中国水产科学院珠江水产研究所的陈蔚涛副研究员等人参与了该研究。该研究得到国家基金委面上、优秀青年科学基金项目（32270479、32022009)，科技部第三次新疆综合科学考察（2021xjkk0600)、国家重点研发项目（2023YFF1304800）、第二次青藏高原综合科学考察（2019QZKK0501)等项目的支持。

中国科学院动物研究所郭宝成团队长期开展多倍体鱼类演化的研究。团队前期基于生物地理、系统发育和基因组学分析揭示了鲤科鱼类多倍化不是演化的终点，而是具有演化上的适应潜能（Li & Guo, 2020, Proc. R. Soc. B: Biol. Sci.）；通过对鲤鱼全球主要品系的全基因组扫描分析，发现鲤鱼两个亚基因组共同为鲤鱼优良性状（鳞片减少、体色鲜艳和生长快速）选育提供了遗传基础，显示出多倍体鱼类育种中的优势（Wang et al., 2024, BMC Biol.）。除此之外，团队还围绕多倍体鱼类基因组演化和生态适应等方面开展研究，为多倍体鱼类资源利用与保护提供科学支撑（李欣欣等，2024，动物学杂志）。

文章链接：https://academic.oup.com/mbe/advance-article/doi/10.1093/molbev/msae221/7831522?searchresult=1