4月29日，國際學術期刊Science Advances在線發表了中國水產科學研究院黃海水產研究所葉乃好團隊的研究論文“Phytoplankton pangenome reveals extensive prokaryotic horizontal gene transfer of diverse functions”。該研究發現水平基因轉移（Horizontal Gene Transfer，HGT）事件在藻類進化歷程中起到重要作用，闡釋了HGT基因對海洋囊泡藻界物種適應性演化進程、環境適應能力和多樣性格局形成的影響。

水平基因轉移（HGT），又稱側向基因轉移（Lateral Gene Transfer，LGT），指在差異生物個體之間，或單個細胞內部細胞器之間所進行的遺傳物質的交流。水平基因轉移為什么會發生在眾多的物種中以及如何發生?什么決定了物種的生物多樣性？這些未解之謎被Science雜志列入全球最前沿的125個科學問題。囊泡藻界（Chromalveolata）系真核生物域六界之一，為雙鞭毛真核生物與紅藻發生單獨的內共生后衍生出的所有后代物種的統稱，包括硅藻、甲藻以及大型褐藻等在內的多個重要類群，是近岸和大洋重要的初級生產者。

研究聚焦囊泡藻界5大類群（CRASH：Cryptophytes，Rhizarians，Alveolates，Stramenopiles和Haptophytes）中的23個代表性物種，在獲得全基因組序列的基礎上，采用序列相似度和系統發育樹形分析為主要研究手段，輔以基因組拼接評估和側翼基因同源性排除污染，通過自主研發的HGT樹形篩選工具（NestedIN），最終在23個物種分別獲得0.16-1.44%不等的高可信度水平轉移基因。研究揭示了真核宿主對原核HGT基因具有“馴化”效應，發現HGT基因有效推動了CRASH類群物種的環境適應能力，促進了物種演化分歧，對當今CRASH類群物種多樣性格局的形成具有重要貢獻。

黃海水產研究所范曉和美國學者Qiu Huan為該論文共同第一作者，葉乃好研究員和美國羅格斯大學的Debashish Bhattacharya教授為文章的共同通訊作者。該工作獲得了國家重點研發計劃、青島海洋科學與技術國家實驗室發展中心山東省重大科技創新工程專項、萬人計劃和中國水產科學研究院創新團隊等項目的資助。

Science Advances屬Science子刊，是綜合性的TOP期刊，2018年影響因子為12.804，旨在快速報道全球自然科學領域具有原創性、突破性的研究成果。文章鏈接：DOI：10.1126/sciadv.aba0111。

圖1 CRASH類群物種中HGT基因分布

圖2 CRASH類群中HGT基因的來源及其表型

圖3 CRASH類群中HGT基因結構特征與功能解析