海归适应演变与保护研究的进展

近日，在国家自然科学基金等项目的支持下，南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)(以下简称广州海洋实验室)海洋生物进化与保护生物团队在海归适应性进化与保护研究方面取得新进展，首次报道了太平洋丽龟优质染色体等级参考基因组。国际学术期刊《交叉科学》发表了相关成果(iScience)。

海归作为海洋生态系统的旗舰物种，在保护珊瑚礁和海草床、保持能量循环和生态稳定方面发挥着重要作用。目前，世界上有7种海归被认可。中国有5种分布记录，分别是绿海龟、龟甲、红海龟、太平洋乌龟和棱皮龟。它们主要栖息在中国东海和南海水域，其中绿海龟在中国广东惠东、台湾省、海南三沙市西沙群岛等地有稳定的繁殖和生卵场所。然而，在过去的几十年里，由于全球气候变化、海洋污染和人类活动的影响，海归继续受到许多威胁。

针对这一问题，广州海洋实验室与广东惠东海龟国家级自然保护区管理局、三沙市海洋保护区管理局合作报道了太平洋海龟优质染色体等级参考基因组，大小为2.22Gb，染色体共28条(含11条大染色体和17条小染色体)，Contig N50为97.3 Mb。与其他四种海归(棱皮龟、绿海龟、龟甲和红海龟)相比，研究团队发现，五种海归基因组的共线性在整体上非常传统，但太平洋乌龟有染色体分裂/组合事件(红海龟Chr13和Chr28对应太平洋乌龟Chr28)。

此外，太平洋丽龟中的嗅觉、视觉、病毒防御和长寿基因发生了一系列变化。例如，在太平洋丽龟基因组中，嗅觉受体基因占整个扩张基因家族的36.6%，I型嗅觉受体基因(检测水质味道)的数量是II型嗅觉受体基因(检测气体味道)的3.4倍，这可能与其对长期水生环境的适应有关。与视觉(HIPK2和TGIF2)和长寿(TSC1、STK11和SESN1)相关的基因正在选择或加速太平洋丽龟中的存在。与此同时，这些基因

经过遗传多样性分析，团队发现太平洋丽龟小染色体SNP和INDEL的变异程度明显高于大染色体;中性遗传变异程度高于适应性遗传变异。总的来说，太平洋丽龟的全基因组杂合度较低(6.45e-4)，这与其历史上种群数量的长期减少是一致的。

基于对太平洋乌龟和其他乌龟物种基因组的比较研究，研究团队初步揭示了太平洋乌龟适应次生海洋环境的重要遗传基础，如嗅觉、视觉、病毒防御和长寿等基因的适应性变化。同时，太平洋乌龟种群的长期衰退和全基因杂合度较低，提醒我们未来需要更加关注和保护这一物种。

这项研究为海归这一重要的海洋濒危旗舰物种群体的演变和保护提供了重要的参考。