海葵基因组重复序列多样性研究：基于Actiniaria-REPlib库的系统解析与进化意义

研究人员针对刺胞动物门中海葵目(Actiniaria)重复序列(REPs)注释不完善的问题，通过构建首个Actiniaria-REPlib重复序列库，结合38个基因组和短读长数据分析，系统解析了海葵重复序列的多样性与进化特征。该研究不仅新组装了Actinostella flosculifera基因组和27个线粒体基因组，还发现Actiniaria-REPlib的注释效率远超Dfam和Repbase数据库（分别提高9.4倍和10.4倍），揭示了DNA转座子(28.8%)和LTR反转录转座子(10.1%)的主导地位。这项研究为理解刺胞动物基因组进化提供了重要资源，并为非模式生物的重复序列研究建立了新范式。

　　

在生命之树的早期分支中，刺胞动物门（Cnidaria）因其独特的进化地位和多样性成为研究基因组演化的关键类群。然而，这个包含约12,500个物种的古老门类，其基因组中占比高达30-55%的重复序列（REP）却长期处于研究盲区。特别是在海葵目（Actiniaria）中，尽管已有53个基因组数据公开，但重复序列的注释严重依赖通用数据库Repbase和Dfam——前者仅收录1种海葵数据，后者仅覆盖8种刺胞动物。这种数据缺口极大限制了人们对刺胞动物基因组结构、转座子（TEs）动态和卫星DNA进化规律的理解。

为解决这一难题，来自圣保罗州大学等机构的研究团队在《BMC Genomics》发表了开创性研究。他们以海葵Actinostella flosculifera的新基因组组装为起点，整合38个海葵基因组数据，构建了首个海葵特异性重复序列库Actiniaria-REPlib。通过系统比较不同注释策略，研究人员不仅揭示了海葵重复序列的组成规律，还发现了特定转座子家族的爆发式进化现象，为理解刺胞动物基因组的可塑性提供了新视角。

研究采用多技术联合作战策略：首先通过Illumina测序和Platanus组装获得A. flosculifera基因组（269.4 Mb，N50=13.1 kb）；利用GetOrganelle新组装27个线粒体基因组用于系统发育分析；采用RepeatModeler2构建初始重复序列库后，创新性地结合DeepTE、TEsorter、DANTE和TEclass2进行冲突序列再注释；最终通过dnaPipeTE分析36个物种的低覆盖度短读长数据，绘制重复序列景观图。

线粒体基因组与系统发育框架
新组装的27个线粒体基因组（15.9-20.9 kb）显示基因顺序高度保守。基于13个蛋白编码基因和2个rRNA构建的系统发育树支持海葵目分为无触手亚目（Anenthemonae）和有触手亚目（Enthemonae）两大分支，其中Actinioidea超科与Metridioidea超科的亲缘关系更近。这一框架为重复序列的进化分析提供了重要参照。

Actiniaria-REPlib库的构建与性能
该库最终包含79,903条注释序列（56.4%为DNA转座子，36.8%为反转录转座子），相比Dfam和Repbase分别多识别9.4倍和10.4倍的海葵重复序列。值得注意的是，通过DeepTE等工具重新注释，将初始66,299条"未知序列"降至5,260条（降幅92%），显著提升了注释完整性。库中鉴定出49个TE超家族和58个进化枝，包括TcMar、Copia等典型转座子类群。

重复序列的组成与进化动态
基因组分析显示DNA转座子占比最高（21.3±5.1%），其次为LTR（7±2.1%）和串联重复序列（1.4-28.4%）。特别在Anthopleura sola中检测到RC/Helitron的近期爆发（7.85% vs 平均0.8%），可能与其近期物种形成事件相关。重复景观图进一步揭示，DNA转座子和LTR在0-10%分歧度区间存在明显扩增信号，反映了这些元件的活跃转座历史。

讨论与展望
这项研究突破了刺胞动物重复序列研究的三大瓶颈：①建立首个海葵特异性注释库Actiniaria-REPlib，其性能远超现有数据库；②揭示DNA转座子主导的海葵重复序列组成模式，颠覆了传统认为反转录转座子占优的认知；③发现RC/Helitron等元件的物种特异性扩张，为研究重复序列驱动适应性进化提供线索。研究者建议未来应加强重复序列数据的标准化提交和实验验证，并将此研究范式拓展至其他刺胞动物类群。

这项成果不仅填补了刺胞动物基因组学的关键空白，更通过创新的注释策略为非模式生物的重复序列研究树立了新标杆。随着更多海葵基因组的解析，Actiniaria-REPlib将持续更新，助力揭开重复序列在海洋生物适应性进化中的神秘面纱。