11月20日，國際權(quán)威期刊《細胞》（CELL）發(fā)表題為“Evolutionary genomics of the emergence of brown algae as key components of coastal ecosystems”的研究長文（article），首次公布了全球60種代表性褐藻的基因組數(shù)據(jù)，解析了褐藻的重要性狀與生態(tài)多樣性的演化歷程，揭示褐藻對潮間帶極端環(huán)境的適應(yīng)機制。中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所海洋藻類種質(zhì)創(chuàng)制與利用創(chuàng)新團隊首席專家葉乃好研究員為文章共同通訊作者之一，范曉副研究員參與該項研究。

褐藻是沿海生態(tài)系統(tǒng)重要的初級生產(chǎn)者，在全球碳循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)平衡中發(fā)揮著不可或缺的作用，也是世界重要的經(jīng)濟物種。迄今為止，獲得基因組解析的褐藻物種不足10個。有限的遺傳信息嚴重制約了褐藻基礎(chǔ)理論研究的深入與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的推進。在這一背景下，國際研究計劃Phaeoexplorer應(yīng)運而生。該計劃主要由法國國家基因組計劃（France Genomique）發(fā)起資助，法國Roscoff研究所的J. Mark Cock博士牽頭，聯(lián)合12個國家的100多位學(xué)者共同探究褐藻復(fù)雜生命特征的演化歷程。

研究團隊構(gòu)建了涵蓋褐藻門（Phaeophyceae）主要類群的基因組數(shù)據(jù)庫，有效填補了多種褐藻基因組數(shù)據(jù)空白。通過對基因組數(shù)據(jù)的深入解析，研究團隊發(fā)現(xiàn)新直系同源基因家族的獲得、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域重排、水平基因轉(zhuǎn)移事件，以及一系列與生存和適應(yīng)密切相關(guān)的代謝途徑的演化共同驅(qū)動了褐藻譜系的發(fā)生與分化，揭示了褐藻中海藻酸、鹵素和多酚等代謝途徑對褐藻適應(yīng)性特征的塑造作用，闡釋了褐藻基因組多樣性與生活周期策略和配子鞭毛結(jié)構(gòu)等諸多表型特征多樣性分化之間的緊密聯(lián)系。此外，研究發(fā)現(xiàn)廣泛存在的病毒基因組插入事件豐富了褐藻的遺傳多樣性，是其適應(yīng)性進化的驅(qū)動力之一。

黃海所海洋藻類種質(zhì)創(chuàng)制與利用創(chuàng)新團隊負責(zé)Phaeoexplorer計劃的水平基因轉(zhuǎn)移事件分析工作。近年來，團隊創(chuàng)建了水平基因轉(zhuǎn)移分析平臺（HGTstart），解析了千例物種的水平基因轉(zhuǎn)移事件。相關(guān)研究獲得了海水養(yǎng)殖生物育種與可持續(xù)產(chǎn)出全國重點實驗室、泰山學(xué)者計劃和國家產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目的聯(lián)合資助。

全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.10.049