中国科学院海洋研究所破译国际首个深海甲壳动物基因组

近日，中国科学院海洋研究所研究员李富花和李新正课题组合作破译了国际上首个深海甲壳动物——深海水虱(Bathynomusjamesi)的基因组，并揭示了深海水虱体形巨大化和深海寡营养环境适应的独特分子遗传机制。该研究是继深海软体动物和深海管虫等深海物种之后首次报导深海甲壳动物基因组，为揭示甲壳动物独特的深海环境适应性进化和遗传机制提供了重要分子证据。相关研究成果以“Genome of a giant isopod,Bathynomusjamesi, provides insights into body size evolution and adaptation to deep-sea environment”为题，发表于BMCBiology。

理论上，深海环境极其恶劣，其寡营养环境不利于巨型生物的生存。深海水虱是深海巨型等足类的代表性物种，它们因保持世界上最长的绝食时间纪录(可达5年以上)而广受关注。研究人员完成了深海水虱基因组的测序和组装，构建了高质量的基因组图谱，其基因组组装大小达5.89 Gb，是目前已测序甲壳动物中基因组最大的物种。研究发现，其基因组中转座元件的含量高达84%，是引起基因组扩张的重要原因。比较基因组学分析发现，深海水虱基因组内多条生长相关信号通路上的基因发生了显著扩张，包括两条激素信号通路、mTOR信号通路和Hippo信号通路，说明深海水虱体形巨大化的形成可能与其强化的生长相关信号通路密切相关。

深海水虱拥有一个巨大的胃(占身体体积的2/3)，还具有发达的用于存储有机物质的组织——脂质体。研究人员对深海水虱不同组织进行了转录组测序和分析，发现大量与糖代谢和膜泡运输相关的基因家族在深海水虱基因组上发生了显著扩张，且特异性地在胃和肠道中高表达，提示其可能与能量的高效利用相关。研究还发现，脂质体内脂质的积累主要得益于较低的脂质代谢效率，而非高效的脂质合成能力。

(来源：中国科学院海洋研究所)