近日，由中國科學(xué)院海洋研究所研究員楊紅生課題組主導(dǎo)，北京諾禾致源科技股份有限公司、美國羅格斯大學(xué)、美國杜克大學(xué)等共同合作完成的研究成果，以The hard clam genome reveals massive expansion and diversification of inhibitors of apoptosis in Bivalvia為題，在線發(fā)表在BMC Biology上。該研究在國際上首次完成了硬殼蛤Mercenaria mercenaria全基因組精細參考圖譜的繪制，揭示了雙殼綱貝類凋亡抑制因子IAP基因大規(guī)模擴張與分化現(xiàn)象。

硬殼蛤，又稱美洲簾蛤，其自然棲息地位于北美大西洋沿岸，具有肉質(zhì)鮮美、生長快、抗逆性強等特點。1997年，中國工程院院士、中科院海洋所研究員張福綏等人將硬殼蛤引入我國，系統(tǒng)研究了硬殼蛤的基礎(chǔ)生物學(xué)和生理生態(tài)學(xué)特征，建立了一套以“基礎(chǔ)研究-高效育苗-池塘養(yǎng)殖”為主線的適合我國國情的硬殼蛤規(guī)模化苗種繁育和池塘養(yǎng)殖技術(shù)工藝，形成了較為完善的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)鏈。經(jīng)過20余年的研究和推廣，硬殼蛤已成為福建、江蘇、山東、河北和遼寧等沿海池塘生態(tài)混養(yǎng)的重要經(jīng)濟貝類，形成了我國新的貝類養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)。該研究利用Pacbio測序技術(shù)，結(jié)合Hi-C技術(shù)繪制了首個硬殼蛤染色體水平的基因組精細圖譜，基因組大小為1.79 Gb，contig N50達到1.77 Mb，scaffold N50達到91.38 M，共編碼34,283個基因。

比較基因組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，硬殼蛤基因組存在較為顯著的IAP基因家族大規(guī)模擴張現(xiàn)象，擁有159個拷貝，遠超人類、模式動物的拷貝數(shù)（< 10 拷貝）。硬殼蛤IAP通過譜系特異性的串聯(lián)重復(fù)和逆轉(zhuǎn)錄的方式發(fā)生擴張，并利用結(jié)構(gòu)域的改組迅速發(fā)生結(jié)構(gòu)和功能分化。科研人員通過重建IAP的進化歷程，發(fā)現(xiàn)IAP擴張是雙殼綱貝類的一種共有現(xiàn)象，是雙殼綱貝類獨特的一種進化策略，其通過IAP擴張和分化實現(xiàn)對細胞凋亡更精密的調(diào)控，進而調(diào)節(jié)貝類的免疫和應(yīng)激反應(yīng)。該研究為理解硬殼蛤的環(huán)境適應(yīng)機制和適應(yīng)性進化過程提供了新見解，并為硬殼蛤遺傳育種提供了重要科學(xué)參考。

海洋所助理研究員宋浩、美國羅格斯大學(xué)教授郭希明、海洋所副研究員孫麗娜和北京諾禾致源科技股份有限公司技術(shù)員王強輝為論文共同第一作者，海洋所研究員張濤為論文通訊作者。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家貝類產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、山東省重點研發(fā)計劃以及中科院科技服務(wù)網(wǎng)絡(luò)計劃（STS）等的資助。

圖1.硬殼蛤基因組組裝結(jié)果

圖2.IAP基因家族的起源（A）、擴張（B）和結(jié)構(gòu)分化（C）