两种珊瑚的基因组比较表明了意想不到的遗传多样性

两种珊瑚之间的第一次比较基因组研究揭示了显着的进化差异。这些发现可以帮助科学家了解珊瑚的恢复能力以及它们如何应对气候变化。

建造珊瑚礁的珊瑚分为两个基因不同的群体，称为强壮的分支和复杂的分支，至少在2.4亿年前。到目前为止，唯一复杂的珊瑚基因组可用于复杂的珊瑚Acropora digitifera。由KAUST的Christian Voolstra和Manuel Aranda领导的国际团队对健壮的珊瑚Stylophora pistillata的基因组进行了测序，然后将其与现有的Acropora基因组进行了比较。

“在我们开始测序之前，我们必须开发一种方法来获得未受珊瑚共生藻类DNA污染的Stylophora DNA，”Aranda说。“我们通过在提取DNA之前隔离珊瑚核去除共生体。”

珊瑚在同一物种中表现出高水平的遗传变异。这使得从片段化的DNA片段将基因组拼接在一起变得更加困难。

“一旦对基因组进行了测序，就必须挑选并标记每个基因，”Voolstra说。“这就像试图读一本书之间没有空格!”

一旦他们拥有完整的基因组，研究人员就会搜索两种珊瑚中保存的蛋白质和基因。在这两个物种中一对一匹配的基因往往是控制生存的基本必需品的基因。然而，珊瑚不同的地方是免疫和特定的共生关系。

“如果一个珊瑚有一个基因的副本，而另一个有很多，则意味着有选择性的进化力量发挥作用，例如建立对特定病原体的免疫力，”阿兰达说。“另一方面，珊瑚选择与不同的共生藻类和细菌共存时，每种珊瑚都会扩大完全不同的基因和蛋白质。”

他们的研究结果表明，Stylophora和Acropora在遗传上完全不同。还有待观察的是，一个进化枝中的所有珊瑚是否遵循相似的遗传模式，或仅仅是团队碰巧挑选出两种截然不同的物种。将通过一个名为Reef Future Genomics(ReFuGe 2020)的大型项目进一步澄清，该项目将在2020年之前对另外8个珊瑚基因组进行测序。

“相当漂亮，随着Stylophora pistillata基因组的完成，我们现在拥有整个珊瑚holobiont的基因组 -珊瑚，共生体及其相关细菌，”Voolstra说。