宿主特异性伪装的遗传基础解析：基于COI与全基因组SNP数据的海参外寄生鳞沙蚕宿主种族假说检验

《Marine Biology》：Host specific camouflage in a holothurian-ectoparasitic scale worm: testing the host-race hypothesis using COI and genome-wide SNP data

语 本研究针对海参外寄生鳞沙蚕Gastrolepidia clavigera的宿主特异性伪装现象，通过线粒体COI基因测序和全基因组SNP分析，检验其是否存在宿主种族分化。结果表明，尽管体色变异与宿主高度匹配，但无显著遗传分化，支持表型可塑性而非隐存种形成的机制。该研究为海洋共生生物适应性进化提供了关键案例。

　　

在广阔的海洋中，生存往往依赖于精妙的伪装策略。对于栖息于海参体表的鳞沙蚕Gastrolepidia clavigera而言，其体色能够精准模拟宿主的颜色与纹理——从纯黑、浅褐到带有白色斑块的深红色，仿佛一件量身定制的“隐身衣”。这种宿主特异性伪装现象早在20世纪初便被记录，但其成因一直是未解之谜：究竟是不同宿主群体已演化成遗传隔离的“宿主种族”，还是同一物种具备惊人的表型可塑性？

为解答这一问题，由Sugiyama等人组成的研究团队对日本琉球群岛海域的G. clavigera种群展开系统研究。他们在《Marine Biology》发表的论文中，结合形态观察、线粒体COI基因序列分析和全基因组单核苷酸多态性（SNP）数据，首次从遗传层面验证了宿主种族假说。研究不仅记录了6种新宿主物种及条纹状新体色模式，还通过高通量测序技术揭示了体色变异背后的进化机制。

关键技术方法

研究采集了琉球群岛3个岛屿的77个G. clavigera样本，涉及14种海参宿主。通过松弛活体标本并数码摄影记录体色特征；使用DNeasy试剂盒提取DNA，扩增线粒体COI基因并构建单倍型网络；另采用MIG-seq技术对51个样本进行全基因组SNP分型，通过Stacks流程筛选1022个SNP位点，利用主成分分析（PCA）和稀疏非负矩阵分解（sNMF）解析群体遗传结构。

研究结果

1. 体色变异与宿主匹配规律

所有G. clavigera标本均呈现与宿主高度一致的体色：例如寄生于黑色Stichopus chloronotus的个体为纯黑色，而寄生于常附着白色沙粒的Holothuria atra的个体则呈现深红色并带有白色鳞片瘤突。尤为特殊的是，在Stichopus horrens上发现的个体具有此前未记录的条纹图案，模拟宿主纵向分布的疣足带。

2. COI单倍型网络无宿主相关性

基于590 bp COI序列构建的单倍型网络显示，25个单倍型中有5个被不同宿主群体的个体共享。例如主导单倍型同时出现在黑色、深红色、褐色和条纹型个体中，最大遗传距离仅1.5%（9 bp），未形成宿主特异的遗传分支。

3. 全基因组SNP揭示微弱地理信号

MIG-seq分析支持K=2为最优遗传簇数量，但两个遗传群与宿主种类或体色均无对应关系。仅两个来自H. atra的样本（SMBL-V0723和SMBL-V0725）形成独立簇，可能反映局部基因流限制，而非宿主适应性分化。

结论与意义

本研究通过多维度遗传证据表明，G. clavigera的宿主特异性伪装源于表型可塑性，而非隐存种分化。这种可塑性可能通过摄取宿主表皮色素或响应宿主黏液化学信号实现。尽管在局部尺度发现微弱遗传分化，但整体上支持“一个物种多种形态”的进化模式。该成果为理解海洋共生生物适应性策略提供了重要案例，强调生态压力（如视觉捕食）可驱动复杂表型变异而不必然引发遗传分化。未来需结合跨洋区采样与实验生态学，进一步解析伪装机制的分子基础。