贝类遗传与演化研究室
贝类发育进化基因组学研究
您的位置:首页 > 研究领域 > 贝类发育进化基因组学研究

扇贝“化石基因组”特征

贝类在距今5亿年前的早寒武纪就已出现,是研究动物宏观进化的理想类群。通过对扇贝基因组深度解析,揭示其呈现众多原始动物祖先基因组特征,且近乎完美地保留了动物祖先的染色体核型,为迄今已发现的最古老的双侧对称动物基因组。通过重构推断双侧对称动物祖先的基因组特征,可为理解动物早期起源和进化机制提供关键线索。

躯体模式多样性的起源

Hox基因簇在动物体轴形成中起决定性作用,解析其调控模式是理解动物躯体结构多样性产生机制的关键。扇贝拥有古老完整的Hox基因簇,其表达不同于脊椎动物的 “完全共线性” (WTC) 模式,呈现独特的 “分段共线性” (STC) 表达模式。STC模式在低等动物中普遍存在,打破了学界普遍认为WTC是Hox基因簇最古老的表达模式的认识,为理解寒武纪动物躯体模式多样化的产生机制提供了新视角。

眼睛的遗传调控及进化起源

眼睛被达尔文认为是进化上极度完美的器官。扇贝的外套膜上分布着数十至上百个镜眼,属于躯干眼。研究意外发现扇贝眼睛包含高度多样化的光传导通路,且发现扇贝眼睛发生由Pax2/5/8基因通路控制,否定了 “动物眼睛均由Pax6控制”的国际主流观点,提出躯干眼为单独发育调控的新假说,为理解动物体侧眼的起源进化提供了新视角。

海洋幼虫的进化起源之谜

针对海洋幼虫发育起源这一百年争议的科学难题,创新应用TAI法推演了幼虫的进化起源历史,首次从分子水平上证实幼虫阶段的起源晚于成体阶段,否定了目前国际主流 “larva-first” 假说,提出幼虫单次插入起源的 “adult-first” 新学说。首次鉴定到幼虫发育关键基因(caveolin,innexin和ATP1B) 可能作为 “界限基因” 参与幼虫起源进化,为深入理解动物生活史的进化提供了崭新的研究视角。

发表文章:

1. Wang S#, Zhang J#, Jiao W#, Li J#, Xun X#, Sun Y#, Guo X#, Huan P#, Dong B, Zhang L, Hu X, Sun X, Wang J, Zhao C, Wang Y, Wang D, Huang X, Wang R, Lv J, Li Y, Zhang Z, Liu B, Lu W, Hui Y, Liang J, Zhou Z, Hou R, Li X, Liu Y, Li H, Ning X, Lin Y, Zhao L, Xing Q, Dou J, Li Y, Mao J, Guo H, Dou H, Li T, Mu C, Jiang W, Fu Q, Fu X, Miao Y, Liu J, Yu Q, Li R, Liao H, Li X, Kong Y, Jiang Z, Chourrout D*, Li R*, Bao Z*. (2017) Scallop genome provides insights into evolution of bilaterian karyotype and development. Nature Ecology & Evolution. 1: 0120. (Cover Story; NEE News & Views: Genome evolution: Shellfish genes; ESI highly cited paper)

2. Wang J#, Zhang L#, Lian S#, Qin Z#, Zhu X#, Dai X, Huang Z, Ke C, Zhou Z, Wei J, Liu P, Hu N, Zeng Q, Dong B, Dong Y, Kong D, Zhang Z, Liu S, Xia Y, Li Y, Zhao L, Xing Q, Huang X, Hu X, Bao Z, Wang S*. (2020) Evolutionary transcriptomics of metazoan biphasic life cycle supports a single intercalation origin of metazoan larvae. Nature Ecology & Evolution. 4: 725-736. (NEE News & Views: The origin of metazoan larvae)