2020年1月9日，國際學術(shù)期刊《國家科學評論》（National Science Review）在線刊發(fā)了由中國科學院南海海洋研究所研究員林強團隊主導、新加坡國家科技局等科研單位合作完成的研究論文“Comparative?genomics reveal shared genomic changes in syngnathid fishes and signatures of genetic convergence with placental mammals”，報道了以海龍科魚類為代表的海洋魚類復雜性狀演化的基因調(diào)控機制，為海洋動物的進化與環(huán)境適應性研究開拓了新視角。

海龍科魚類是種間表型變異十分豐富的小型海洋魚類，主要生活在海洋近岸與島礁區(qū)域；因其特異的體型結(jié)構(gòu)與“雄性育兒”繁殖策略等獨特性狀，被視為海洋生物進化和物種保護研究的旗艦類群。

研究團隊通過多種海洋魚類全基因組比較與解析，揭示了海龍科魚類進化速率的特征（圖1）；隨后，在對不同海龍科物種復雜性狀形成機制的分析過程中，發(fā)現(xiàn)了SCPPs、tbx4等功能基因在物種性狀進化過程中的關(guān)鍵功能，揭示了Pcdh基因家族在海龍科物種中顯著擴張，闡明non-clustered Pcdhs基因?qū)τ诤｝埧莆锓N胎盤發(fā)育和胚胎著床的功能特征；該研究原創(chuàng)性地將海龍科物種的胎盤與高等哺乳動物的胎盤進行趨同進化研究，從全基因組層面進行深入挖掘，發(fā)現(xiàn)了海龍科魚類118個基因與胎盤類哺乳動物趨同進化，且這些基因參與了育兒袋內(nèi)細胞增殖與凋亡、血管增生及胚胎發(fā)育等生命過程（圖2）。

研究團隊圍繞海洋生物適應進化領域的核心科學問題，通過跨物種比較基因組學研究思路，建立了新穎的研究方法，為系統(tǒng)挖掘復雜性狀的分子基礎提供了重要認知，為重新認識海洋魚類演化及其環(huán)境適應性進化研究提供了新思路。

副研究員張艷紅和博士Vydianathan Ravi為論文的共同第一作者，百邁客公司博士韓鳳鳴為合作作者，研究員林強和教授Byrappa Venkatesh為論文的共同通訊作者。該研究工作得到國家杰出青年基金項目、國家自然科學基金重大項目、中科院基礎前沿科學研究計劃從0到1原始創(chuàng)新項目等的聯(lián)合資助。

論文鏈接

圖1. 海龍科魚類的系統(tǒng)演化特征

圖2. 海龍科魚類與胎生哺乳動物胎盤的趨同進化特征

來源：南海海洋研究所