近日，yl6809永利孙艳波研究团队在两栖动物基因组大小（Genome size）——尤其是无尾目基因组大小进化方面取得进展。研究成果以“Comparative genomics reveals insights into anuran genome size evolution” 为题在BMC Genomics上发表(https://doi.org/10.1186/s12864-023-09499-8)。

两栖动物在基因组大小方面表现出巨大的差异。由于过去全基因组数据集的缺乏，对两栖动物基因组大小变异背后的基因组特征和进化原因了解甚少。随着基因组测序技术在非模式物种中的广泛应用，两栖动物的基因组信息逐步得到解析，尤其集中在无尾目。为了解决这个问题，我们收集了14个无尾目物种的全基因组序列，其大小跨度为1.1到6.8 Gb。通过对多种基因组元件的注释和比较，研究了无尾目基因组大小变异的基因组特征，并进一步探讨了基因组大小是否与生境类型有关。

图1. 无尾目基因组大小与重复序列和转座元件多样性指数的关系

通过比较基因组学的分析，我们的研究结果表明，内含子的扩增或收缩以及转座元件(TE)的多样性对基因组大小的变化没有显著影响。然而，近期的转座元件(TE)的积累和古老TE删除的不足导致了无尾目基因组大小的进化。有意思的是，简单重复序列（SSR）的丰度和密度与基因组大小呈正相关。祖先状态重建显示，基因组大小呈现出分类单元特异性进化的模式，如蟾蜍科和负子蟾科分别经历了极端的基因组扩张和收缩事件。研究结果进一步表明，基因组大小与栖息地类型之间没有关系，尽管依据现有的数据发现基因组较大的物种倾向于生活在潮湿的栖息地。

图2. 无尾目基因组大小的转座元件年龄分布景观。

图3. 重建14种无尾目基因组大小(左)和转座元件比例(右)的祖先状态

  总体来讲，该研究确定了导致无尾目基因组大小进化背后的基因组元件的动态进化规律，也为更好地理解两栖动物基因组大小的进化提供一定线索。该成果由硕士生左斌为第一作者，孙艳波研究员（/contents/12/700.html）为通讯作者。该项工作得到了科技部重点研发计划项目、云南省杰青项目、以及国家自然科学基金面上项目的支持。