通過蟲黃藻基因組解讀甲藻基因表達和珊瑚共生的分子機制

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通過蟲黃藻基因組解讀甲藻基因表達和珊瑚共生的分子機制

甲藻是海洋生態系統中最重要的初級生產者之一，其中蟲黃藻( Symbiodinium)是珊瑚礁中必不可少的共生藻．珊瑚礁豐富的生態系統全部依賴于共生甲藻經光合固碳作用貢獻的初級生產力．甲藻在細胞生物學、進化和基因組學上都擁有非常“不尋?！钡奶匦?，它雖是單細胞生物，卻擁有巨大且差異懸殊的基因組( 11億～2 450億個堿基對)，相當于人類單倍體基因組的1～80倍［1］．

“千人計劃”林森杰教授長期從事甲藻生理生態的分子機制研究，發現了甲藻基因轉錄過程中存在特殊的剪切機制［2］．并利用這一特性深入開展了甲藻細胞周期、光合作用和營養鹽利用等相關功能基因的分子調控研究，利用基因組學和轉錄組學深入研究甲藻的基因表達調控機制．2015年11月，林森杰教授課題組在《Science》雜志上發表題為“The genome of Symbiodinium kawagutii illuminates dinoflagellate gene expression and coral symbiosis”的研究論文［3］，選取分離自珊瑚礁樣本中的蟲黃藻( S．kawagutii) (基因組大小1．18 Gbp)為研究對象，探索甲藻的基因組學特性，進一步解讀其調控甲藻重要生物學特征及與珊瑚共生的分子機制．該研究通過采用高通量Illumina測序獲得覆蓋80%基因組( 0．935 Gbp)的高質量拼接序列，結果表明該基因組編碼36 850個基因，其中68%以基因家族的形式存在．該研究同時整合目標生物的轉錄組學和微小RNA測序普查工作，并借助于研究團隊長期積累的甲藻轉錄組數據以及分子生理生態數據，以蟲黃藻為模式生物，系統、完整地分析了甲藻基因組的結……