中国科研团队在南极磷虾研究方面取得突破性进展
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海水养殖生物育种与可持续生产国家重点实验室、黄海水产研究所、中国水产科学研究院、青岛华大基因等机构近期在南极磷虾超大基因组组装研究、对极端环境的适应和种群历史演化等方面取得了突破性进展。相关研究成果已于北京时间 2 日由国际知名学术期刊《细胞》正式在线发布。
南极磷虾种群众多，是人类重要的蛋白质库和战略资源，在南极生态系统的物质和养分运输中发挥着关键作用，也是南大洋生态系统生物和功能多样性的关键物种。然而，由于其庞大而复杂的基因组结构，南极磷虾的繁殖和生存之谜尚未得到明确的解答。
此次，来自中国、德国、澳大利亚、意大利等国家的研究人员，在中国水产科学研究院黄海水产研究所和青岛华大基因基因组研究所的带领下，利用新一代测序技术，对南极磷虾进行了深度基因组测序、组装和分析，最终获得了48Gb的超大动物基因组。这个数量大约是人类基因组的 16 倍。
研究人员还发现，南极磷虾在其进化过程中经历了两次爆炸性的基因组扩展。与其他甲壳类动物相比，其基因组重复含量达到 92.45%，远高于科学界进行过类似研究的物种。
在进一步的研究中，研究人员完善了南极磷虾生物钟的双反馈回路，发现南极磷虾已经进化出受昼夜节律系统控制的身体适应和行为模式，相关基因也为适应极地生存的特殊环境奠定了遗传基础。
从不同地区采集的南极磷虾样本具有高度的遗传连通性，地理群体之间没有实质性差异。在对种群历史演化的研究中，研究团队发现，南极磷虾的有效种群规模在 1000 万年前先急剧下降，然后在 10 万年前反弹和扩张。前者与气候的剧烈波动和南大洋温度的整体下降相吻合，而后者可能是由于气温较低导致海冰面积和磷虾栖息地扩大。
“通过对基因组学和群体遗传学的深入分析，这些结果为深入分析海洋生物对极端环境的适应机制及其种群进化提供了新的理论参考，为生物多样性保护和后续海洋种群遗传学研究提供了实质性的参考。”“中国科学院海洋研究所研究员张琳琳说。