科研人員完成淡水超微真核藻全基因組測序

超微型浮游藻類（粒徑≤3μm）簡稱“超微藻”，廣泛分布于海洋和淡水生態(tài)系統(tǒng)，在水生生態(tài)系統(tǒng)尤其是微食物環(huán)中有重要作用。它們具有更高的CO2固定效率，對水體初級生產(chǎn)力的貢獻量可高達90%，且其潛在的混合營養(yǎng)代謝功能對浮游細菌的種群具有調(diào)控作用。Mychonastes homosphaera是長江中下游富營養(yǎng)化湖泊（巢湖、鄱陽湖）常見的優(yōu)勢超微真核藻，其對富營養(yǎng)化湖泊的適應及進化機制尚未得到闡明。

近期，中國科學院南京地理與湖泊研究所史小麗團隊基于流式細胞分選技術(shù)及劃線分離法獲得Mychonastes homosphaera藻株，并對分離自典型富營養(yǎng)化湖泊巢湖的超微真核藻Mychonastes homosphaera進行PacBio三代測序，首次完成湖泊超微真核藻全基因組測序工作，揭示Mychonastes homosphaera對富營養(yǎng)化湖泊的進化及適應機制。

該研究利用PacBio三代測序技術(shù)對Mychonastes homosphaera全基因組進行測序，獲得5.8 Gb有效序列，組裝出Contig N50 為2 Mb的24.23 Mb基因組序列?；蚪M注釋結(jié)果顯示，20.13%的序列為重復序列，蛋白編碼基因6649個?；蚪M相關(guān)代謝通路構(gòu)建結(jié)果表明，Mychonastes homosphaera不僅有高效的營養(yǎng)及光能利用機制，還具有特有的低溫適應機制，闡明了其在巢湖冬季優(yōu)勢的機理。研究人員通過比較基因組學，分析了Mychonastes homosphaera和其他藻類基因組中油脂合成代謝途徑基因的組成和拷貝數(shù)，解釋了Mychonastes homosphaera高油脂含量的原因，認為廣泛的碳源選擇、高效的光合速率和旺盛的生長速率，讓Mychonastes homosphaera成為微藻能源生產(chǎn)的潛力藻種。該研究還發(fā)現(xiàn)，Mychonastes homosphaera基因家族基因間隔以及內(nèi)含子數(shù)目的減少，揭示了藻類進化過程中Genome streamlining現(xiàn)象。

該研究為藻類基因組學研究提供豐富的數(shù)據(jù)資源，有助于藻類適應和進化機制研究，進一步闡述超微藻在湖泊系統(tǒng)中扮演的生態(tài)角色。

相關(guān)成果以Genome analyses provide insights into the evolution and adaptation of the eukaryotic Picophytoplankton Mychonastes homosphaera為題，發(fā)表在BMC Genomics上。研究工作得到國家自然科學基金項目資助?；蚪M信息存儲于NCBI數(shù)據(jù)庫中（BioProject number：PRJNA556117）。

來源：中國科學院南京地理與湖泊研究所