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金枪鱼和海马竟是“姐妹”群

2018-06-22 02:05:24

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  文/广州日报全媒体记者鲍文娟 通讯员龚碧婧、邝思燕

  记者昨日从华大集团获悉,由华大海洋和国家基因库联合发起的 “千种鱼类转录组”(Fish-T1K)项目正式宣布构建了迄今为止最可靠的鱼类系统演化树,该成果近日发表于《美国科学院院刊》(PNAS)。这棵鱼类“生命之树”解答了一直以来鱼类起源和进化研究中存在的争论和难题,是鱼类演化研究史上的里程碑式事件。

  最早鱼类生长于3.79亿年前

  作为进化地位古老且物种多样性丰富的脊椎动物类群,鱼类的物种数量占所有脊椎动物的一半以上。鱼类肉质鲜美,营养丰富,价格亲民,也是人类重要的动物蛋白质来源。

  “构建所有鱼类生命树的最大挑战之一来自于鱼类丰富的物种多样性。”发表该论文的通讯作者、华大海洋副总经理兼首席科学家石琼研究员告诉本报全媒体记者。华大海洋2017级博士生黄玉为该论文的共同第一作者,石琼为该论文的共同通讯作者。据介绍,共同参与这一工作的还有美国乔治华盛顿大学、史密森尼博物院以及新加坡科技研究局。

  据介绍,FishBase数据库中记载的鱼类有33900种。研究人员从整个鱼类系统进化树层面出发,精心挑选了303种鱼类物种,囊括了所有硬骨鱼72个龙虎和注册平台目中的66个,涵盖了鱼类91.66%的类群。

  本研究构建了迄今为止覆盖度最广、所用分子标记最多的一棵鱼类进化树。而这也解决PK10赛车代理平台了许多一直以来饱受争议的鱼类分类单元进化问题,涉及硬骨鱼的原始起源类群、骨鳔总目和银汉鱼总目的演化,以及真骨鱼、棘鳍总目、鲈形总目的姐妹群归属等问题。

  此外,Fish-T1K团队利用这些组学数据并结合多个鱼类化石出现的时间,有效地估算了鱼类不同类群的起源时间。结果显示,现存的绝大部分鱼类类群早在白垩纪末期之前就已经形成,其中最早出现的类群起源于3.79亿年前。

  “我们发现一些有意思的现象,例如游动迅速的金PK10计划枪鱼和游动缓慢的海马是姐妹群关系,底栖的比目鱼和一些表层淡水鱼类聚在一起,这些有趣的分类关系能给我们带来一些新的启示。”石琼接受本报全媒体记者采访时表示。

  物种起灭反映海洋生态变化

  石琼介绍,构建鱼类“生命之树”,解析鱼类进化历史,可以找到鱼类进化过程中的演变规律,揭示鱼类丰富的物种多样性背后的起因,从而揭秘海洋生态环境与鱼类物种进化之间的关系。

  他解释说,从3亿多年前第一个鱼类物种的出现,到白垩纪末期绝大部分鱼类物种的形成,再到现在3万多种鱼类的全球分布,这期间伴随着新物种的不断形成和被淘汰物种的灭绝,这些都在一定程度上反映出这几亿年期间海洋生态的变化情况,也深刻体现出鱼类物种的多样性对海洋生态的重要性。

  记者了解到,Fish-T1KFish-T1K(Transcriptomes of 1000 Fishes)全球合作联盟涉及20多家科研机构,遍布7个国家。该项目成立于2013年11月,旨在完成一千种鱼类的转录组测序和分析,解密鱼类起源、进化、生殖、发育、免疫等多方面的科学问题。目前,该项目已成功吸引了来自7个国家的20多家科研机构的积极参与,完成了200多种硬骨鱼类物种的转录组测序和组装,构建了全球首个大规模的鱼类转录组数据库,为鱼类基础科研和应用研究提供大数据支撑。

  探索开发药品、杂交物种

  尽管进化树本身并不能直接指导海洋生态环境保护、经济物种繁育等实际应用工作。不过本研究中所产生和使用的转录组大数据,除了用来构建进化树之外,也可以用来进行其他科学研究。例如其中一部分数据已经成功应用于杂交石斑鱼生长优势的调控机制研究。

  据介绍,研究人员通过对老虎斑、龙趸及其杂交子代虎龙斑的脑、肝脏、肌肉等组织进行转录组测序和分析,找到了杂交子代长得较快的可能机制。

  “育种工作者可以重点关注我们提到的生长激素-胰岛素样生长因子以及糖酵解通路,以此设计方案来提高鱼类生长速度,让养殖或杂交物种长得更快、更好。”石琼介绍。

  关于接下来的项目计划,石琼表示,会进一步采集更多的鱼类物种及其基因信息,依次完成“囊括所有目”-“囊括所有科”-“囊括所有属”-“囊括所有种”的各个阶段性任务,从而全面解析现存所有鱼类的进化关系和分类地位。

  目前项目将继续往完成1000种鱼类的转录组测序和分析的阶段目标前进。“我们也积极寻求与其他组学大项目之间的交流与合作,例如近期启动的‘地球生物基因组计划’ 将产生大批量的鱼类基因组数据。”他说,“这些数据能进一步完善我们目前的工作,从而构建出更加精细的鱼类‘生命之树’。”


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