央廣網(wǎng)青島10月13日消息（記者王偉）記者從中科院海洋所獲悉,，國際學(xué)術(shù)期刊PLoS Biology13日在線刊發(fā)了由中國科學(xué)院海洋研究所楊紅生研究員課題組和相建海,、李富花研究員課題組主導(dǎo),，天津生物芯片技術(shù)公司、加拿大紐芬蘭紀念大學(xué)等單位合作,，由張曉軍、孫麗娜,、袁劍波等青年科研人員為共同第一作者,，協(xié)力完成的研究論文“The sea cucumber genome provides insights into morphological evolution and visceral regeneration”。該研究首次完成了仿刺參Apostichopus japonicus（俗稱海參）的全基因組精細參考圖譜的繪制,，揭示了海參的特殊形態(tài)進化與強大再生潛能的分子基礎(chǔ),。

海參屬于棘皮動物，是其中體型與形態(tài)最為特殊的種類,，且處于從無脊椎向脊椎動物分化的獨特進化地位,，也是國內(nèi)外重要的海產(chǎn)經(jīng)濟物種,，具有極高的營養(yǎng)與醫(yī)用價值。在該研究中,，研究人員利用Illumina和Pacbio測序平臺和優(yōu)化的組裝策略,，構(gòu)建了海參全基因組的精細圖譜，ContigN50 達到190 KB, Scaffold N50達到486 KB,，編碼30,350個基因,。分析發(fā)現(xiàn)了調(diào)控動物關(guān)鍵進化過程中脊索形成的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子Brachyury基因的FGF基因在棘皮動物中顯著收縮為1個，提示了棘皮動物在長期的進化過程中脊索,、咽鰓裂消失的潛在原因,。海參的近親--海膽具有顯著、發(fā)達的外骨骼,，而海參外觀柔軟,，骨骼退化為細小的桌形體，基因組解析發(fā)現(xiàn)它們都具有相對完整的骨骼發(fā)育通路,，而不同之處在于海膽的礦化基因為31個,，海參縮減為7個，而且海參礦化基因在發(fā)育過程中低表達,，這才是其骨骼顯著退化的根本原因,。

強大的再生潛能是棘皮動物最顯著的特征之一，該研究利用多組學(xué)方法揭示了海參超強再生能力的分子機制,。該種海參在強烈環(huán)境脅迫下可以將體內(nèi)內(nèi)臟幾乎全部排出體外,，當(dāng)環(huán)境適宜后，可在2-3周重新長出功能完善的內(nèi)臟器官,。研究揭示了海參再生特有的由11個基因串聯(lián)重復(fù)組成的PSP94-like基因簇和顯著擴張成簇的fibrinogen-related protein (FREP)基因是海參具有超強再生能力的根本原因之一,。

該研究為組織器官再生機制與再生醫(yī)學(xué)應(yīng)用、棘皮動物進化等研究提供了范式,，也為海參遺傳選育提供了完整,、重要的理論基礎(chǔ)。該研究得到國家863計劃,、中國科學(xué)院先導(dǎo)專項,、國家自然科學(xué)基金、鰲山科技創(chuàng)新計劃項目的資助,。