海鞘在进化地位上属于无脊椎动物与脊椎动物之间的过渡物种，因其环境适应能力强而在全球广泛分布。长期以来，海鞘作为发育生物学的重要模式动物被广泛研究，而其环境适应的组学基础却一直未得到充分揭示。柄海鞘（Styela clava）是中国北方近岸的优势海鞘物种，在年均水温-2℃至23℃海域均可生存，并能高密度繁殖。柄海鞘作为污损生物同时也被GISD(全球入侵生物数据库)收录为重要的入侵物种。

2020年6月，形态发生与进化实验室在《Molecular Ecology Recourses》上发表了题为“Genomic basis of environmental adaptation in the leathery sea squirt (Styela clava)”的最新研究成果。该实验室研究团队利用Pacbio测序技术结合Hi-C技术成功绘制了柄海鞘染色体水平的基因组精细图谱，获得柄海鞘基因组大小为340Mb，组装出与染色体数目对应的16条连锁群，编码17428个基因。通过比较分析发现，柄海鞘具有与其他已测序海鞘接近的基因数目，但转座子类型差异显著。

基因家族扩张与收缩分析暗示不同海鞘具有不同的环境适应分子基础。研究人员分析发现，柄海鞘热休克蛋白70家族呈现明显扩张，并通过水平基因转移方式获得冷休克蛋白基因，这些基因能够分别响应温度的升降变化，使其具有广泛的温度适应能力。半乳聚糖合成关键酶的缺失使得其背囊因缺乏半乳聚糖掺入而更加坚硬，形成对内部器官的保护屏障。柄海鞘独特的抗菌肽和扩张的补体系统也有助于增强其环境适应能力。

此外，海鞘具有典型的变态发育过程，柄海鞘可在数十分钟内完成尾部退缩，如此迅速地完成附着和变态过程是柄海鞘适应环境以及实现入侵的重要因素。研究人员针对柄海鞘幼体的快速变态机制也进行了解析，发现甲状腺受体和视黄酸介导的分子通路参与该过程的调控。柄海鞘扩张的补体系统在尾部退缩过程中同样高表达，暗示其参与尾部收缩过程的组织重建。

该项研究成果的发表为理解海鞘的环境适应和入侵性提供了重要科学参考。文章评审期间，国际同行给予了很高的评价：“这篇稿件非常有意思，我强烈推荐其接受发表。”（“The revised manuscript soundsvery interesting, andI strongly recommend the acceptance of this manuscript”）；“这是一篇高质量的工作”（“The work is of great quality, as highlighted in the previous round of reviewing.”）；“这项工作非常有意思，很可能产生重要影响。文稿经过文字凝练后，它必将成为背囊动物领域所有专家的必读文章（“In conclusion, I really enjoyed this clarified version.The work is still of great interest and likely of great impact too. Once the text will be fully clarified, it will certainly become a must read for all the community”）。

 隗健凯博士为论文第一作者，董波教授为论文的通讯作者，董波团队其他成员参与了本项目研究工作；海洋生命学院王师教授团队，食品科学与工程学院常耀光教授对本文亦有重要贡献。该项工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费等项目经费资助。

论文链接：

Wei J, Zhang J, Lu Q, Ren P, Guo X, Wang J, Li X, Chang Y, Duan S, Wang S, Yu H, Zhang X, Yang X, Gao H,Dong B*, Genomic basis of environmental adaptation in the leathery sea squirt (Styela clava).Molecular Ecology Resources. 2020.