深海化能极端环境中劳盆拟刺铠虾(Munidopsis lauensis)的全长转录组测序分析

劳盆拟刺铠虾(Munidopsislauensis)是一种十足目铠甲虾,能够适应深海化能合成生态系统的极端环境,但是其已知基因序列信息却很少。为此,采用PacBio平台的SMRT测序技术对来自南海台西南冷泉劳盆拟刺铠虾的肝胰腺、鳃、肌肉和肠混合组织进行了三代全长转录组测序。通过聚类、校正、去冗余之后共获得28811条高质量isoform,平均长度为2086 bp,N50长度为2275 bp。使用Nr、SwissPort、KEGG、KOG数据库对转录本序列进行功能注释,共有20616(71.56%)条isoform得到注释。进一步高级注释共获得21848个蛋白编码序列,共预测到537个转录因子、6430个长链非编码RNA和10060个SSRs位点。KEGG通路分析发现两条可能与劳盆拟刺铠虾适应深海化能极端生境相关的通路,分别为过氧化物酶体通路和谷胱甘肽代谢通路。其中,共有180条isoform被发现参与编码过氧化物酶体通路中的31个关键酶,213条isoform参与谷胱甘肽代谢通路中19个关键酶的编码。基于全长转录组数据,利用同源比对、功能结构域预测及系统发育树构建等方法对劳盆拟刺铠虾谷胱甘肽S-转移酶(GST)基因家族进行挖掘与鉴定,共发现属于theta、delta、mu、kappa四种亚家族的20条GST候选序列。通过对劳盆拟刺铠虾全长转录组测序、功能注释和环境适应相关的重要基因及通路的分析,不仅丰富了深海组学数据资源,也为进一步揭示甲壳动物适应深海化能极端环境的分子机制奠定了基础。

深海化能生态系统双壳纲共生体系互作机制研究进展

双壳纲贝类在深海特殊生境——热液、冷泉及有机沉落生态系统中分布广泛,并且在其体内常含有化能共生细菌为贝类提供营养物质。双壳纲贝类与化能共生菌形成的共生体系对于其适应深海还原性生境至关重要。近40 a来随着海洋科考力度加大,深海化能生境的神秘面纱被逐渐揭开,越来越多的深海物种被发现,双壳纲贝类无疑是这些化能生态系统中的优势物种。在此,我们对常见的深海化能共生双壳纲贝类与其内共生菌的互作研究进行总结,主要双壳纲门类包含贻贝科(Mytilidae)、囊螂科(Vesicomyidae)、蛏螂科(Solemyidae)、索足蛤科(Thyasiridae)和满月蛤科(Lucinidae),梳理归纳的内容包括深海化能生态系统的发现、"双壳纲贝类—内共生菌"共生体系的组成、共生体系的营养互作、共生体系的建立与维持以及对未来研究的展望。对这些研究内容的总结有利于进一步加深我们对深海特殊生命系统中共生互作机制的认识。

深海化能生态系统大型生物多样性分布格局及其起源演化研究进展

深海被认为是地球上尚未被认识和开发的"最后疆域",深海环境不仅可满足人类对未来资源的部分需求,还孕育出了独特的生态系统和特殊的生命过程。地球上绝大部分生态系统是利用光合作用来维持生命循环,而深海中存在着以化能合成为基础的生态系统。本文重点综述了国内外关于深海化能生态系统中大型生物多样性及其起源演化方面的研究进展,并对印太交汇区深海极端环境的生物多样性研究趋势和发展方向进行了展望。

深海化能合成生态系统研究进展

深海化能合成生态系统(ChEss)是当前最大的国际海洋生物多样性研究计划——国际海洋生物普查计划的现场研究项目之一。深海化能合成生态系统主要包括热液、冷泉、鲸骨生态系统以及由其他高度还原型生境形成的生态系统。确定上述系统动物区系间的进化和生态学关系,对于了解全球尺度上化能合成生态系统物种分布的形成过程至关重要。重点介绍深海化能合成生态系统科学计划发起的背景、研究内容和目标、研究区域、研究技术与方法以及当前在该领域的研究进展和展望,综合国际上在深海化能合成生态系统生物地理学和生物多样性方面的最新进展,了解其中的驱动过程,以期为我国在深海化能合成生态系统、极端环境下的生物多样性和生物地理学研究提供参考。