2020年4月29日，国际学术期刊Science Advances（《科学进展》）在线发表了海洋试点国家实验室海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室成员叶乃好团队的研究论文“Phytoplankton pangenome reveals extensive prokaryotic horizontal gene transfer of diverse functions（浮游植物全基因组揭示了多种功能的广泛原核水平基因转移）”。该研究发现水平基因转移（Horizontal Gene Transfer，HGT）事件在藻类进化历程中起到重要作用，阐释了HGT基因对海洋囊泡藻界物种适应性演化进程、环境适应能力和多样性格局形成的影响。

水平基因转移，又称侧向基因转移（Lateral Gene Transfer，LGT），指在差异生物个体之间，或单个细胞内部细胞器之间所进行的遗传物质的交流。水平基因转移为什么会发生在众多的物种中以及如何发生?什么决定了物种的生物多样性？这些未解之谜被Science（《科学》）杂志列入全球最前沿的125个科学问题。囊泡藻界（Chromalveolata）系真核生物域六界之一，为双鞭毛真核生物与红藻发生单独的内共生后衍生出的所有后代物种的统称，包括硅藻、甲藻以及大型褐藻等在内的多个重要类群，是近岸和大洋重要的初级生产者。

CRASH类群物种中HGT基因分布

研究聚焦囊泡藻界5大类群（CRASH：Cryptophytes，Rhizarians，Alveolates，Stramenopiles和Haptophytes）中的23个代表性物种，在获得全基因组序列的基础上，采用序列相似度和系统发育树形分析为主要研究手段，辅以基因组拼接评估和侧翼基因同源性排除污染，通过自主研发的HGT树形筛选工具（NestedIN），最终在23个物种分别获得0.16-1.44%不等的高可信度水平转移基因。研究揭示了真核宿主对原核HGT基因具有“驯化”效应，发现HGT基因有效推动了CRASH类群物种的环境适应能力，促进了物种演化分歧，对当今CRASH类群物种多样性格局的形成具有重要贡献。

叶乃好团队成员范晓和美国学者Qiu Huan为该论文共同第一作者，叶乃好研究员和美国罗格斯大学的Debashish Bhattacharya教授为文章的共同通讯作者。该工作获得了国家重点研发计划、青岛海洋科学与技术试点国家实验室、山东省重大科技创新工程专项、万人计划和中国水产科学研究院创新团队等项目的资助。

CRASH类群中HGT基因的来源及其表型

CRASH类群中HGT基因结构特征与功能解析

文章链接：https://advances.sciencemag.org/content/6/18/eaba0111