中科院海洋所等在貝類基因組演化研究中取得進展

近日，由中國科學院海洋研究所研究員楊紅生課題組主導，北京諾禾致源科技股份有限公司、美國羅格斯大學、美國杜克大學等共同合作完成的研究成果，以The hard clam genome reveals massive expansion and diversification of inhibitors of apoptosis in Bivalvia為題，在線發表在BMC Biology上。該研究在國際上首次完成了硬殼蛤Mercenariamercenaria全基因組精細參考圖譜的繪制，揭示了雙殼綱貝類凋亡抑制因子IAP基因大規模擴張與分化現象。

硬殼蛤又稱美洲簾蛤，其自然棲息地位于北美大西洋沿岸，具有肉質鮮美、生長快、抗逆性強等特點。1997年，中國工程院院士、中科院海洋所研究員張福綏等將硬殼蛤引入我國，系統研究了硬殼蛤的基礎生物學和生理生態學特征，建立了1套以“基礎研究-高效育苗-池塘養殖”為主線的適合我國國情的硬殼蛤規模化苗種繁育和池塘養殖技術工藝，形成了較為完善的產業化技術體系和產業鏈。經過20余年的研究和推廣，硬殼蛤已成為福建、江蘇、山東、河北和遼寧等地沿海池塘生態混養的重要經濟貝類，形成了我國新的貝類養殖產業。該研究利用Pacbio測序技術，結合Hi-C技術繪制了首個硬殼蛤染色體水平的基因組精細圖譜，基因組大小為1.79 Gb，contig N50達到1.77 Mb，scaffold N50達到91.38 M，共編碼34 283個基因。

比較基因組學分析發現，硬殼蛤基因組存在較為顯著的IAP基因家族大規模擴張現象，擁有159個拷貝，遠超人類、模式動物的拷貝數(<10 拷貝)。硬殼蛤IAP通過譜系特異性的串聯重復和逆轉錄的方式發生擴張，并利用結構域的改組迅速發生結構和功能分化。科研人員通過重建IAP的進化歷程發現，IAP擴張是雙殼綱貝類的一種共有現象，是雙殼綱貝類獨特的一種進化策略，其通過IAP擴張和分化實現對細胞凋亡更精密的調控，進而調節貝類的免疫和應激反應。該研究為理解硬殼蛤的環境適應機制和適應性進化過程提供了新見解，并為硬殼蛤遺傳育種提供了重要科學參考。

海洋所助理研究員宋浩、美國羅格斯大學教授郭希明、海洋所副研究員孫麗娜和北京諾禾致源科技股份有限公司技術員王強輝為論文的共同第一作者，海洋所研究員張濤為論文的通信作者。研究工作得到國家重點研發計劃、國家貝類產業技術體系、山東省重點研發計劃以及中科院科技服務網絡計劃(STS)等的資助。