9月24日,國(guó)際期刊《自然-生態(tài)學(xué)與進(jìn)化》(Nature Ecology & Evolution)以Article形式在線刊發(fā)了中國(guó)科學(xué)院海洋研究所實(shí)驗(yàn)海洋生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員張國(guó)范團(tuán)隊(duì)在長(zhǎng)牡蠣適應(yīng)性進(jìn)化研究方面的最新成果“Divergence and plasticity shape adaptive potential of the Pacific oyster”。該研究歷時(shí)5年,是團(tuán)隊(duì)繼2012年在Nature雜志發(fā)表論文后在牡蠣逆境適應(yīng)研究領(lǐng)域的又一成果。
隨著全球氣候變化及不合理的人類活動(dòng),海洋生物的生存與多樣性面臨不同程度的環(huán)境挑戰(zhàn),其適應(yīng)潛力及適應(yīng)機(jī)制是海洋與進(jìn)化領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。牡蠣生態(tài)與經(jīng)濟(jì)價(jià)值兼具,是海洋無(wú)脊椎動(dòng)物研究的始端、潮間帶生物的代表。牡蠣-潮間帶研究系統(tǒng)是極佳的海洋生物適應(yīng)進(jìn)化研究體系。
該研究利用表型組、環(huán)境組、基因組、乙?;M等多組學(xué)技術(shù)與分子生物學(xué)手段,從表型、細(xì)胞、分子等不同層次證明了自然選擇的普遍性,其與有限的基因流共同作用導(dǎo)致了我國(guó)牡蠣野生群體在精細(xì)尺度上的遺傳分化。牡蠣的高可塑性與適應(yīng)性分化方向一致,表明其在適應(yīng)進(jìn)化中發(fā)揮了重要作用,而高變異環(huán)境下牡蠣傾向于通過(guò)高可塑性以適應(yīng)環(huán)境變化。磷酸化、自噬以及抗氧化等生理代謝過(guò)程相關(guān)基因產(chǎn)生基因組結(jié)構(gòu)與基因表達(dá)的共同分化,而乙?;閷?dǎo)的能量抑制以及生長(zhǎng)與能量代謝的補(bǔ)償作用從不同層次上揭示了牡蠣的適應(yīng)性進(jìn)化機(jī)制。
該研究在牡蠣精細(xì)尺度的遺傳分化與可塑性的適應(yīng)進(jìn)化等相關(guān)發(fā)現(xiàn),超出了人們對(duì)海洋無(wú)脊椎動(dòng)物的既往認(rèn)知,為評(píng)估全球變暖等氣候變化對(duì)海洋生物的影響及適應(yīng)潛力的預(yù)測(cè)奠定了理論基礎(chǔ)并提供了直接技術(shù)途徑,豐富和發(fā)展了海洋生物適應(yīng)進(jìn)化理論。同時(shí),鑒于牡蠣在國(guó)際上的重要產(chǎn)業(yè)地位,該研究的相關(guān)發(fā)現(xiàn)對(duì)于牡蠣大規(guī)模死亡機(jī)制的闡釋乃至海洋經(jīng)濟(jì)生物的種質(zhì)資源的精確評(píng)估、保護(hù)與持續(xù)利用提供了創(chuàng)新性的思路與方向。
本成果在海洋所貝類團(tuán)隊(duì)共同參與下,由研究員李莉領(lǐng)銜完成,并獲得新澤西州立大學(xué)博士郭希明全力支持和參與。該項(xiàng)工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室“藍(lán)色生命”重大成果培育支持計(jì)劃等的資助。