连发两篇！山东大学“海优”团队博士生第一作者在顶级期刊（IF=13.8、7.8）发表真核生物系统演化领域的系列进展
学术
2024-11-11 13:24
法国
近日，山东大学海洋研究院李远宁教授团队在真核生物系统演化领域取得系列进展。研究成果先后以“A taxon-rich and genome-scale phylogeny of Opisthokonta”（后鞭毛生物系统发育研究）和“Molluscan systematics: historical perspectives and the way ahead”（软体动物系统学：历史视角与未来）为题分别发表在国际生命科学领域顶级期刊PLoS Biology（中科院1区Top，Nature Index期刊）和Biological Reviews（中科院1区Top，IF：13.8）。后鞭毛生物（Opisthokonta）是包括真菌界（Fungi）、动物界（Metazoa）及其近缘单细胞原生生物（如领鞭毛虫、Filasterea、Ichthyosporea等）在内的古老的真核生物超群。现存后鞭毛生物物种总数预计超过1000万，是地球上最丰富且最具生态和演化重要性的类群之一，且是研究生物从单细胞到多细胞演化的绝佳模型。然而，以往研究主要集中在后鞭毛生物的少数类群，尚且缺乏基于整个类群视角的大规模系统发生学分析。此外，该类群内部关键演化节点的系统发育关系，特别是动物单细胞祖先的系统位置仍存有巨大争议。因此，构建高精度且全面的后鞭毛生物系统发生树，已成为深入理解后鞭毛生物演化过程，解析争议节点的关键任务。为解决上述问题，课题组综合利用系统发生学分析手段，基于348个后鞭毛生物基因组数据，率先构建了迄今最完善的后鞭毛生物生命之树，揭示并总结了不稳定的节点和导致不一致现象产生的原因，并校正了详尽的后鞭毛生物演化历程，为研究后鞭毛生物复杂的生态功能与适应性演化提供了全新的科学视角和理论框架（图1）。研究发现：1）不同直系同源基因推断方法是导致系统发育关系不一致的主要原因。在使用相同的直系同源基因集进行系统发育重建时，结果表现出高度一致性（97-98%），但当采用不同的直系同源基因集时，一致性有所下降（87-91%），表明基因选择对于系统发育分析结果有显著影响；2）后鞭毛生物大致起源于距今11亿年的中元古代，而动物则起源于大约7.9亿年前的拉伸纪；3）前人研究中提出的Ichthyosporea-sister假说（动物单细胞祖先系统演化关系的争议）可能是由于物种取样偏差导致的结果误差，这为重新评估单细胞动物祖先的系统发育关系提供了重要参考依据。软体动物（贝类）是物种多样性仅次于节肢动物的第二大动物类群，具有重要的科学研究及经济价值。近年来，贝类系统学得到了迅猛发展，已步入新的发展阶段。课题组基于贝类系统学发展脉络，系统总结了当前贝类由纲至目共计80余个高阶元类群的研究进展（图2），创新性地提出深远海和微型贝类及其高质量基因组是接下来贝类系统学研究需要重点关注的内容，并呼吁加强同分类、发育和古生物学等研究和技术手段的深度融合。该综述对进一步解决贝类深层次系统关系和挖掘贝类遗传资源具有重要指导意义。山东大学为该论文的第一完成单位，海洋研究院博士生刘鸿悦和徐碧洋分别为论文第一作者，李远宁教授为通讯作者。李远宁教授课题组长期致力于海洋生物系统演化研究，注重原创性理论方法。系列研究成果已发表在Science，Current Biology，PNAS, The ISME Journal, PlOS Biology, Molecular Biology and Evolution,等国际顶尖学术期刊。研究成果得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和山东省自然科学基金等项目资助。Liu, H. et al. A taxon-rich and genome-scale phylogeny of Opisthokonta.PLoS Biol 22(9): e3002794 (2024).https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002794Xu, B. et al. Molluscan systematics: historical perspectives and the way ahead. Biol Rev (2024).https://doi.org/10.1111/brv.13157
