近日，分子生物学与进化领域权威期刊《Molecular Biology and Evolution》在线刊发了中科院海洋所贝类遗传与进化研发团队关于牡蛎高温适应进化机制的研究论文“Noncoding variation and transcriptional plasticity promote thermal adaptation in oysters by altering energy metabolism”。这是该团队继在nature、nature ecology & evolution发表牡蛎适应进化及种质资源格局形成机制研究论文后，在牡蛎环境适应进化领域取得的又一重要进展。
全球气候变化加剧和极端天气频发对海洋生物生存和繁殖造成了严重威胁，遗传变异和可塑性响应是生物适应性进化过程中的两种重要机制。牡蛎作为生态与经济价值兼备的潮间带优势种，是研究海洋生物适应进化机制的理想对象。长牡蛎与福建牡蛎是自然分布在我国北方与南方的潮间带优势种，是我国两大主养经济贝类，也是不同温度适应型的近缘姊妹亚种。
遗传分化与表型可塑性作为进化的两种重要驱动力量，其相互关系一直是适应进化领域研究的热点与难点。本研究以长牡蛎与福建牡蛎为研究对象，解析遗传分化和可塑性在高温适应中的作用权重。研究发现南方福建牡蛎表现出更高的适应性表达可塑性，受选择基因同时作为环境响应基因，其在非编码区表现出更强的遗传变异特征。南方牡蛎具有更强的ATP（三磷酸腺苷）合成和脂肪酸分解能力；而北方牡蛎ATP消耗和脂肪酸合成能力更强，说明脂肪酸和ATP代谢间的能量代偿在长牡蛎和福建牡蛎适应南北环境中发挥了重要作用。总之，该研究成果揭示了非编码区变异和基因表达可塑性介导的能量分配在高温适应中的重要作用。
该成果对于预测海洋生物的适应气候变化的潜力提供了重要参考，同时为优良新种质的创制奠定了理论基础。近年来，该研究团队以巨蛎属牡蛎-潮间带为研究体系，揭示了不同时空尺度上的牡蛎适应进化及其机制。团队在该领域取得的系列成果为全面解析以牡蛎为代表的海洋生物不同层次多样性形成机制，加深海洋资源认知与利用具有重要意义，推动了国内外海洋生物适应进化领域的发展。
能量代谢的进化代偿是牡蛎适应南北环境中的重要分子机制
本研究得到了国家重点研发计划、中科院先导专项、实验海洋生物学重点实验室优秀青年基金、博士后基金和中科院大科学中心重点部署项目的共同资助。
原文链接：https://academic.oup.com/mbe/advance-article/doi/10.1093/molbev/msab241/6352503
Ao Li（黎奥）， Li Li*（李莉）， Ziyan Zhang（张梓言）， Shiming Li（李世明）， Wei Wang（王威）， Ximing Guo（郭希明）， Guofan Zhang*（张国范）。 Noncoding variation and transcriptional plasticity promote thermal adaptation in oysters by altering energy metabolism, Molecular Biology and Evolution, 2021, msab241.
日期：2021-08-18
