11月12日，國際學(xué)術(shù)期刊《Communications Biology》（《通訊-生物學(xué)》）在線刊發(fā)了中科院海洋所貝類遺傳與進(jìn)化研發(fā)團(tuán)隊關(guān)于牡蠣環(huán)境適應(yīng)演化機(jī)制的研究論文“Genome of the estuarine oyster provides insights into climate impact and adaptive plasticity”（近江牡蠣基因組揭示了氣候變化的影響和適應(yīng)可塑性的作用），揭示了氣候變化對牡蠣種質(zhì)資源格局形成的影響以及可塑性在其環(huán)境適應(yīng)中的重要作用。
全球氣候變化對海洋生物多樣性及生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性造成嚴(yán)重威脅。除全球溫度升高，不同沿海河口區(qū)的鹽度差異亦會因為地表徑流輸入差異逐漸增大。這些環(huán)境變化的影響因物種而異，而基石物種的種群改變將會對生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成重要影響，解析基石生物如何適應(yīng)環(huán)境變化對評估氣候變化對河口生態(tài)系統(tǒng)的影響具有重要現(xiàn)實意義。
近江牡蠣（Crassostrea ariakensis）是河口區(qū)生態(tài)系統(tǒng)中重要的基石性物種，作為濾食性貝類可提供多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。其廣泛分布于中國、朝鮮、韓國、日本和越南等西北太平洋沿海各河口區(qū)。因其體型大，生長快速，歷史上以牡蠣礁的形式廣泛分布在我國各大河口，是重要的生計漁業(yè)。近年來因過度捕撈，棲息地破壞，陸源污染以及徑流量降低等原因，其野生資源量銳減，特別是在我國北方地區(qū)出現(xiàn)零星分布的局面，甚至在部分區(qū)域呈功能性滅絕狀態(tài)。因此亟待對近江牡蠣開展資源修復(fù)以及人工改良增殖工作。
現(xiàn)階段關(guān)于近江牡蠣地理分布格局的形成及其對溫度和鹽度的適應(yīng)機(jī)制研究仍然缺乏。本研究獲得了近江牡蠣染色體水平的高質(zhì)量基因組（613.89 Mb），contig N50為6.97 Mb，是目前已知的海洋軟體動物中連續(xù)性最好的基因組。此外，本研究解析了我國各大河口區(qū)近江牡蠣的遺傳結(jié)構(gòu)：大體分為3個地理群體，即北部渤黃海群體、中部長江口附近群體以及南部福建以南海域群體。這一群體結(jié)構(gòu)的形成與我國南北中河口區(qū)的溫鹽梯度、我國沿岸的海流流向、歷史上的地質(zhì)事件以及近百萬年來的冰期/間冰期的周期性變化規(guī)律有關(guān)。利用選擇性清除分析技術(shù)，鑒定出51個具有受選擇信號的候選基因，且多數(shù)是響應(yīng)鹽度和溫度變化的。響應(yīng)環(huán)境變化的高可塑性基因的上游非編碼調(diào)控區(qū)表現(xiàn)出更強的遺傳分化，這與近江牡蠣近緣種長牡蠣與福建牡蠣姊妹亞種間的適應(yīng)分化機(jī)制一致。
我國野生近江牡蠣種質(zhì)資源的遺傳結(jié)構(gòu)
該研究揭示了近江牡蠣種質(zhì)資源格局的形成機(jī)制，挖掘了環(huán)境適應(yīng)性的優(yōu)異基因集，研究結(jié)果可為遺傳保護(hù)單元的劃分、種質(zhì)資源的評估以及優(yōu)異種質(zhì)的利用提供理論基礎(chǔ)。基于該研究成果，團(tuán)隊正在開展近江牡蠣遺傳改良以及修復(fù)性養(yǎng)殖與牡蠣礁建設(shè)等工作。
中科院海洋所黎奧博士為文章共同第一作者（第一位），李莉研究員和張國范研究員為通訊作者。該項工作得到了美國新澤西州立大學(xué)郭希明教授的大力支持。研究得到了中科院先導(dǎo)專項美麗中國生態(tài)文明建設(shè)科技工程、國家重點研發(fā)專項、中科院海洋大科學(xué)中心重點部署項目、中科院實驗海洋生物學(xué)重點實驗室優(yōu)秀青年基金和博士后基金的共同資助。
Ao Li#, He Dai#, Ximing Guo#, Ziyan Zhang, Kexin Zhang, Chaogang Wang, Xinxing Wang, Wei Wang, Hongju Chen, Xumin Li, Hongkun Zheng,Li Li*, Guofan Zhang*, 2021. Genome of the estuarine oyster provides insights into climate impact and adaptive plasticity.
DOI：10.1038/s42003-021-02823-6