热液和冷泉10种无脊椎动物基因组大小测定及比较.pdf

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1、第３８卷第６期海洋学报Vｏ．ｌ３８，Ｎｏ．６２０１６年６月ＨａｉｙａｎｇＸｕｅｂａｏＪｕｎｅ２０１６郑平，王敏晓，李超伦，等．热液和冷泉无脊椎动物基因组大小测定及比较［Ｊ］．海洋学报，２０１６，３８（６）：４１—５０，ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３-４１９３．２０１６．０６．００５ＺｈｅｎｇＰｉｎｇ，WａｎｇＭｉｎｘｉａｏ，ＬｉＣｈａｏｌｕｎ，ｅｔａｌ．Ｓｕｒｖｅｙｏｆｇｅｎｏｍｅｓｉｚｅｉｎ１０ｉｎｖｅｒｔｅｂｒａｔｅｓｆｒｏｍｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｖｅｎｔａｎｄｃｏｌｄｓｅｅｐ［Ｊ］．ＨａｉｙａｎｇＸｕｅｂａｏ，２０１６，３８（６）：

2、４１—５０，ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３-４１９３．２０１６．０６．００５热液和冷泉１０种无脊椎动物基因组大小测定及比较郑平１，２，王敏晓１，李超伦１，孙松１（１．中国科学院海洋研究所海洋生态与环境科学重点实验室，山东青岛２６６０７１；２．中国科学院大学，北京１０００４９）摘要：基因组大小（或称Ｃ值）作为生物单倍体细胞中全套染色体的ＤＮＡ总量，在一定程度上是恒定的，因而Ｃ值可以作为生物物种的一个特定参数。深海热液和冷泉为更好地理解Ｃ值与不同环境之间的关系提供了一个特征性的模型。本文采用流式细胞术，测定了来自热液和冷泉环境中的１０种深海无

3、脊椎动物的Ｃ值，其分布范围从０．８７ｐｇ到１２．２８ｐｇ，其中，相比于软体动物和多毛类，甲壳生物基因组大小及变异均较大。对比热液和冷泉两个群落中共有种（深海偏顶蛤Ｂathymodiolusplati-frons、柯氏潜铠虾Ｓhinkaiacrosnieri以及长角阿尔文虾Alvinocarislongirostris）的基因组大小，发现Ｃ值差异并不显著。同时，综合已有的数据，对深海化能极端环境与其他环境条件下的物种Ｃ值进行对比分析，结果显示深海化能极端环境下生物的基因组大小并没有发现明确的变化趋势。关键词：热液；冷泉；化能合成生态系统；基因组大小；Ｃ值；流

4、式细胞术中图分类号：Ｑ９４８．８文献标志码：Ａ文章编号：０２５３-４１９３（２０１６）０６-００４１-１０化的模式只能在较宽泛的水平上进行比较。然而，低１引言等分类阶元内物种之间的比较，更有利于理解基因组基因组大小（或称Ｃ值），指的是生物单倍体细胞大小蕴含的重要生物学意义，因而后续研究需要补充中全套染色体的ＤＮＡ总量。在真核生物中，一般认海洋无脊椎动物更多物种基因组大小的基础数据。为，每种生物的ＤＮＡ含量在一定程度上是恒定的，因此外，不同特征生活条件（如深海和浅海，稳定环境和而，Ｃ值可以作为生物物种的一个特定参数。研究表变化环境）之间物种类群基因组大小的比

5、较，也有助明，基因组大小及其差异与很多生物特征相关，如光于揭示无脊椎动物基因组大小变化的进化过程及其［１］［２］［３］［１，４］合作用率、发育速度、细胞大小、代谢率、濒生物学意义，进而推进对特殊环境下海洋无脊椎生物［５］危速率等。此外，基因组大小还与不同环境的适应适应性的理解。［６—１０］性相关。尽管对于基因组大小的研究越来越多，深海热液口和冷泉是比较典型的极端环境，为研但相对其多样性水平，海洋无脊椎动物基因组大小研究极端环境中基因组的大小提供了一个重要模型。究却远远不足，现有的基因组大小评估数据是极度缺深海热液口和冷泉属于化能生态系统，不同于一般的［１１

6、］乏的，导致对于海洋无脊椎生物的基因组大小变依赖光合作用获取能量的生态系统，其环境严酷，高收稿日期：２０１５-１２-２４；修订日期：２０１６-０２-１７。基金项目：中国科学院创新国际团队项目（２０１４０４９１５２６）；中国科学院战略性先导科技专项（Ａ类）资助（ＸＤＡ１１０２０３０５）；国家基金委－山东省联合基金项目“海洋生态与环境科学”（Ｕ１４０６４０３）；自然科学基金（４１１０６１３３，４１２３０９６３）。作者简介：郑平（１９９０—），女，湖北省孝感市人，从事深海生物适应性机制研究。Ｅ-ｍａｉｌ：ｚｈｅｎｇｐｉｎｇ１３＠ｍａｉｌｓ．ｕｃａｓ．ａｃ．ｃｎ

7、通信作者：孙松，男，研究员，主要从事生物海洋学研究。Ｅ-ｍａｉｌ：ｓｕｎｓｏｎｇ＠ｑｄｉｏ．ａｃ．ｃｎ４２海洋学报３８卷［１２—１４］压、富含甲烷和重金属等有毒有害物质。尽管数据，对深海环境与其他环境条件下的物种Ｃ值进行热液口和冷泉都是化能生态系统，但因其成因和分布对比分析，以阐明不同环境条件下基因组大小变化的等不同，环境特征也有较大差别。热液口持续时间关系，分析深海化能生态系统生物的适应性机制。此短，环境梯度变化非常显著，热液流与周围海水随机外，本研究结果也补充了深海无脊椎动物基因组大小［１５］［１６］混合，且相隔几厘米温度可从４００℃变到２℃，的记录，

8、为后期开发利用深海生物基因资源和开展相ｐＨ可达３～６，重金属种类多