全基因组复制（whole-genome duplications，WGDs）长期以来一直被认为是促进生物复杂性和多样化演化的因素。植物和脊椎动物的演化历史深处均曾发生古老的全基因组复制，但在无脊椎动物中似乎较为罕见。然而，这究竟反映了其真正的稀缺性，还是检测方法不充分所致，目前尚不清楚；现有方法可能不足以检测那些发生年代极为久远、且随后经历了广泛基因丢失的全基因组复制事件。在本研究中，我们结合旁系同源共线性和直系同源共线性分析方法，并纳入双侧对称动物祖先连锁群（ancestral linkage groups，ALGs），在无脊椎动物苔藓动物门成员中搜索全基因组复制的基因组特征。结果显示，淡水苔藓动物 Cristatella mucedo（唇口纲）经历过一次古老全基因组复制的强有力证据：其每条染色体上均存在重复的旁系同源区域。重复基因中仅约有10%得以保留，其中包括一个重复的 Hox 基因簇。苔藓动物裸口纲的8个基因组也都显示出古老全基因组复制的特征，即在直系同源共线性比较中呈现2∶1的比例；尽管重复基因的保留率仅约为5%，这些特征仍然可以被检测到。基因树分析支持这样一种情景：所有现生苔藓动物均共享一次古老的全基因组复制事件，而在两个支系中，大部分基因组分别独立地经历了再二倍化。苔藓动物全基因组复制后保留的重复基因富集于纤毛相关基因，并且优先在触手冠中表达；触手冠是一种由高度特化纤毛覆盖、用于摄食的触手状器官。我们认为，苔藓动物演化过程中的隐性全基因组复制促进了其对固着滤食生活方式的适应，并提出，将祖先连锁群纳入分析能够进一步提升基于共线性的全基因组复制检测方法的效力。
全基因组复制（WGDs）长期以来一直被认为是促进生物复杂性和多样化演化的重要因素。植物和脊椎动物的演化历史深处都曾发生过古老的全基因组复制，但在无脊椎动物中似乎较为罕见。然而，目前尚不清楚这种现象究竟反映了全基因组复制确实稀少，还是由于检测方法存在不足；对于那些发生时间极为久远、且随后经历了大量基因丢失的全基因组复制，现有方法可能尤其难以检测。在本研究中，我们结合旁系同源和直系同源共线性分析方法，并纳入双侧对称动物祖先连锁群（ALGs），在无脊椎动物苔藓动物门成员中寻找全基因组复制的基因组特征。结果显示，淡水苔藓虫 Cristatella mucedo（苔藓虫纲淡水苔藓虫亚纲）中存在古老全基因组复制的有力证据：其每条染色体上均分布着成对的旁系同源区域。复制基因中仅约10%得以保留，其中包括一处 Hox 基因簇复制。苔藓动物裸唇纲的全部8个基因组也显示出古老全基因组复制的特征，即在直系同源共线性比较中呈现2∶1的比例；尽管重复基因的保留率仅约为5%，这些特征仍然可以被检测到。基因树分析支持这样一种情景：所有现生苔藓动物都共享一次古老的全基因组复制事件，而在两个支系中，基因组的大部分区域分别独立地重新二倍化。苔藓动物全基因组复制后保留的重复基因在纤毛相关基因中显著富集，并且优先在触手冠中表达；触手冠是苔藓动物的触手状摄食器官，其表面覆盖着高度特化的纤毛。我们认为，苔藓动物演化过程中隐蔽的全基因组复制促进了其对固着性滤食生活方式的适应，并提出，将祖先连锁群纳入分析能够提升基于共线性的全基因组复制检测方法的效能。
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🏷️ 全基因组复制 苔藓动物 基因组演化 共线性分析 基因重复与保留