近日，记者从中国水产科学研究院黄海水产研究所获悉，该所研究员邵长伟团队揭示了最小脊椎动物基因组形成、演化及适应性创新的耦合规律，为理解物种爆发式成种的遗传机制提供了新视角，同时也为生物合成育种“底盘鱼”的构建提供了基础框架。相关成果发表于《先进科学》。

物种形成机制是进化生物学的核心问题，但其遗传基础长期存在争议。东方鲀属基因组为迄今报道的最小脊椎动物基因组，约为人类基因组的1/10并且高度紧凑，不仅降低了精细解析的复杂性，还在不足500万年内辐射出约25个物种，并演化出膨胀防御和毒素抗性等独特表型，因此成为探讨基因组结构与快速分化关系的理想模型。

为突破以往研究的局限，研究团队整合10种东方鲀染色体级基因组、表观基因组、群体重测序及转录组数据，构建了系统发育框架，揭示其网状进化模式，并表明转座元件收缩塑造了基因组小型化，揭示了染色体倒位与色素基因的正选择共同驱动爆发式物种形成。

在比较基因学层面，研究团队通过分析74种脊椎动物发现，提示转座元件关键酶的收缩是河鲀基因组小型化的主要驱动因素。在明确基因组小型化机制的基础上，研究进一步探讨了东方鲀属的动态演化，构建了东方鲀属的系统发育框架，证实其为网状结构的演化过程。

基于此，研究团队发现肤色斑纹多样化由多基因平行趋异驱动。点突变与结构变异协同重塑色素沉着网络，构成河鲀表型快速演化的分子基础，这一发现将基因组基础、演化过程与表型创新有机整合，凸显了多层次机制在物种形成中的协同作用。

研究揭示了转座元件关键酶收缩是最小脊椎动物基因组形成与演化的遗传基础。同时，基于最小脊椎动物基因组，为构建生物合成育种“底盘鱼”提供了基础框架。

该研究获国家重点研发计划项目、国家高层次人才特殊支持计划、山东省泰山学者特聘专家、国家基金及中国水产科学研究院创新团队等项目资助。

相关论文信息：

http://doi.org/10.1002/advs.202417251