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L'analisi del genoma del seadragon offre le nuove comprensioni nel suo luogo della sesso-determinazione e di fenotipo

Uno studio da prof. LIN Qiang dall'istituto del mar Cinese meridionale di oceanologia (SCSIO) dell'accademia delle scienze cinese e dei suoi collaboratori da Singapore e dalla Germania solleva il velo sugli sguardi misteriosi dei seadragons e fa luce su un luogo della sesso-determinazione compartecipe dai seadragons e dal pipefish dell'alligatore, entrambi i membri della famiglia dello Syngnathidae.

Questo studio è stato pubblicato negli avanzamenti di scienza il 18 agosto.

In questo studio, i ricercatori hanno generato di installazioni di alta qualità e livelle del cromosoma del genoma per un seadragon comune della femmina e del maschio (taeniolatus di Phyllopteryx) e un maschio e un pipefish femminile dell'alligatore (biaculeatus di Syngnathoides), per rispondere alle domande circa i meccanismi della sesso-determinazione e di fenotipo.

Seadragons, con il loro organismo a forma di drago, annessi del tipo di foglia e colorazione luminosa, è esempi tipici dei moduli senza fine di Darwin “più bei.„ Come altri membri dello Syngnathidae della famiglia, i seadragons mancano delle alette pelviche e dei disgaggi e caratterizzano “la gravidanza maschio,„ cioè, maschi incubano le uova fertilizzate fino al termine. Inoltre, mancano dei denti orali e faringali, un tratto conosciuto come il edentulism.

Gli studi precedenti dal gruppo di LIN hanno supposto che la perdita di maggioranza dei geni secretivi della fosfoproteina dell'calcio-associazione di P/Q-rich (SCPP) potrebbe essere responsabile del edentulism in questi pesci. In questi studi, i ricercatori hanno tramortito un gene di P/Q-rich SCPP, scpp5, in zebrafish. Questo gene pseudogenized in tutte le specie dello syngnathid. I mutanti di Zebrafish per scpp5-/- sono stati trovati per esibire una profonda riduzione del numero dei denti faringali con i denti restanti che sembrano supporto grossolanamente deforme e prestatore all'ipotesi che la perdita di scpp5 contribuito almeno parzialmente alla perdita di denti negli syngnathids.

Secondo prof. LIN, le analisi dettagliate dei genoma e dei transcriptomes dei pesci addetti alla ricerca corrente, congiuntamente alla ricerca precedente degli zebrafish degli scienziati, “hanno scoperto parecchi risultati interessanti circa la base genetica del loro fenotipo specializzato.„

In termini di fenotipo, gli annessi del tipo di foglia dei seadragons sono innovazioni adattabili che li hanno aiutati per mescolarsi perfettamente con le alghe. Sebbene queste strutture somiglino alle alette, l'analisi istologica ha indicato che mancano delle razze dell'aletta e comprendono pricipalmente una matrice dell'osso, con i tessuti connettivi arricchiti con le fibre collagene.

L'analisi di Transcriptome come componente dello studio corrente indica che alcuni geni in questione nello sviluppo dell'aletta sono stati cooptati per lo sviluppo/mantenimento di queste strutture frondose. Inoltre, il transcriptome delle strutture frondose è stato trovato per essere arricchito in geni relativi alla matrice extracellulare ed alla difesa immune.

In termini di sesso-determinazione, questo meccanismo non era stato capito bene già anche se gli syngnathids sono modelli popolari per lo studio la selezione sessuale, l'inversione di sesso-ruolo e della biologia riproduttiva. Questo studio, al contrario, ha rivelato un luogo presunto della sesso-determinazione e un sesso maschile del candidato che determinano il gene (amhr2y) che è presente sia nel seadragon comune che nel pipefish dell'alligatore ma in assente in altri genoma dello syngnathid ordinati finora. Ciò è luoghi di una sesso-determinazione dei giovani ed il primo rapporto di un luogo e di un gene della sesso-determinazione in specie di uno syngnathid.

Tutto considerato, questo studio fornisce le nuove comprensioni nella base genetica del luogo di fenotipo e della sesso-determinazione del seadragon e si pensa che apra la strada per la ricerca futura nell'evoluzione adattabile degli animali.

Source:
Journal reference:

Qu, M., et al. (2021) Seadragon genome analysis provides insights into its phenotype and sex determination locus. Science Advances. doi.org/10.1126/sciadv.abg5196.