研究揭示海洋入侵生物遗传变异与表观遗传修饰参与环境适应的功能互补机制
发布时间：2022-06-20
适应性进化是生物响应环境变化的重要机制。传统观点认为，基于DNA序列变异的自然选择过程可选择具有较高适合度的遗传型个体。近期研究表明，不基于DNA序列变异的表观遗传修饰，如DNA甲基化，不仅影响生物表型特征，也可在适应性进化过程中起重要作用。但遗传变异和表观遗传修饰在适应性进化过程中的关系仍不清晰。
近日，省科学院动物所联合中国科学院生态环境研究中心、复旦大学、加拿大温莎大学等科研机构，以海洋入侵物种史氏菊海鞘（Botryllus schlosseri）全球群体为研究对象，解析了史氏菊海鞘适应全球不同海域环境的遗传和表观遗传机制，并重点解析了两者在环境适应中的功能关系。研究发现了不同地理群体在遗传变异水平和表观遗传修饰水平（DNA甲基化）均存在显著分化，但群体遗传结构和表观遗传结构存在明显差异（图1 & 2）；揭示了DNA甲基化可独立于遗传变异的作用模式；提出了遗传变异与表观遗传修饰参与环境适应的功能互补机制，这些机制可促使史氏菊海鞘适应不同的环境并成功入侵至新的环境中（图3）。
相关研究成果以“Complementary genomic and epigenomic adaptation to environmental heterogeneity”为题发表在国际知名生态学期刊Molecular Ecology。省科学院动物所高养春博士及中科院生态环境研究中心陈义永博士为文章共同第一作者，中科院生态环境研究中心战爱斌研究员及复旦大学胡俊韬研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、广东省科学院发展专项资金等项目资助。
图1 全球史氏菊海鞘群体遗传结构
图2 全球史氏菊海鞘群体表观遗传结构
图3 遗传变异和表观遗传修饰的功能关系
论文连接详见：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.16500