又一基因组被破解 Science本期焦点

　　生物通综合：来自蒙特雷湾水族馆研究所（Monterey Bay Aquarium Research Institute），华盛顿大学圣路易斯分校，比利时根特大学的研究人员完成了两株古老海藻的基因组测序工作，为基因进化研究提供了重要信息，这一研究成果公布在4月10日Science杂志上，同期Science杂志还配发了一篇看点文章：GENOMICS: Green Evolution, Green Revolution。

这种海藻是陆地植物的远古亲缘植物，它们存在于全世界各地的海洋中。这两株海藻分别取自南太平洋和英吉利海峡，之前研究认为这两株海藻属于同一类，然而这项研究发现这两者的基因只有90％是相同的：取自南太平洋的寄生藻具有10056个基因、2090万个碱基对；另一株有10575个基因、2190万个碱基对。

这两种海藻中存在着始料未及的遗传变异水平，它们所遵循的是不同的进化途径，这说明这些基因组揭露了这些远祖海藻所启动的数十亿年的植物进化和地球被绿化的轨迹特征。研究人员还发现了重要细胞器及细胞过程的标志，如基因沉默及硫胺的生物合成。 其中一株看来是独特转位因子的一个重要来源，这种转位因子过去在对Sargasso Sea的一个“宏基因组”的研究中曾被发现。

文章第一作者和通讯作者Alexandra Worden表示，研究所用的寄生藻虽然地理分布差异很大，但一直被认为属于同种藻类，它们的基因差异如此之大“实在令人诧异”，因为人类与某些灵长类动物的基因相似度还高达98％。她认为，这种差异可能是由于二者所处自然环境的不同造成的。

据悉，另外一组泰国科学家和研究人员成功绘制出一种水生生物Spirulina platensis的基因图谱。BIOTEC主席Kamyawim Kirtikara表示破解这种蓝绿藻的目的是促进农业生产力，虾养殖，饲料生产、营养与卫生保健，改善畜牧业。最重要的是改良本地黑虎虾育种。该项目已进行三年，合作者包括来自BIOTEC，Thonburi Mongkut 国王科技大学，Chiang Mai大学和Kasetsart大学的研究者。图谱绘制已完成90%，预计明年初全部完成。

原文摘要：

Green Evolution and Dynamic Adaptations Revealed by Genomes of the Marine Picoeukaryotes Micromonas

Picoeukaryotes are a taxonomically diverse group of organisms less than 2 micrometers in diameter. Photosynthetic marine picoeukaryotes in the genus Micromonas thrive in ecosystems ranging from tropical to polar and could serve as sentinel organisms for biogeochemical fluxes of modern oceans during climate change. These broadly distributed primary producers belong to an anciently diverged sister clade to land plants. Although Micromonas isolates have high 18S ribosomal RNA gene identity, we found that genomes from two isolates shared only 90% of their predicted genes. Their independent evolutionary paths were emphasized by distinct riboswitch arrangements as well as the discovery of intronic repeat elements in one isolate, and in metagenomic data, but not in other genomes. Divergence appears to have been facilitated by selection and acquisition processes that actively shape the repertoire of genes that are mutually exclusive between the two isolates differently than the core genes. Analyses of the Micromonas genomes offer valuable insights into ecological differentiation and the dynamic nature of early plant evolution.