Transcriptómica comparativa de rosetas olfativas revela divergencia en la expresión y evolución adaptativa en peces herbívoros y carnívoros de la familia Xenocyprididae
Autores: Xue, Hua; Gu, Hailong; Yang, Liu; Chen, Jingchen; Tang, Wenqiao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Transcriptómica comparativa de rosetas olfativas revela divergencia en la expresión y evolución adaptativa en peces herbívoros y carnívoros de la familia Xenocyprididae
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Zootecnia
Palabras clave
Olfacción
Regulación transcripcional
Mecanismos evolutivos moleculares
Genes de receptores olfativos
Divergencia interespecífica
Evolución adaptativa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
La olfacción juega un papel crucial en los comportamientos alimentarios y la adaptación ecológica de los peces. Sin embargo, los estudios sistemáticos sobre su regulación transcripcional y los mecanismos evolutivos moleculares en peces herbívoros y carnívoros son escasos. En este estudio, analizamos cuatro especies de Xenocyprididae: dos herbívoras y dos carnívoras, utilizando la secuenciación del transcriptoma de rosetas olfativas y comparaciones entre especies. El número de unigenes por especie varió de 40,229 a 42,405, con una completitud de BUSCO que superó el 89.2%. La anotación funcional se realizó utilizando seis bases de datos principales. Se identificaron genes candidatos relacionados con el olfato basados en dominios de Pfam (7tm_4) y vías de KEGG (ko04740), revelando de 8 a 19 genes de receptores olfativos por especie. Estos genes candidatos se enriquecieron predominantemente en las vías de transducción olfativa e interacción de ligandos-receptores neuroactivos. Se identificaron un total de 3681 genes ortólogos de copia única, y sus perfiles de expresión mostraron una clara divergencia interespecífica sin formar agrupamientos estrictos por tipo de dieta. Los genes de tendencia diferencialmente expresados de alto umbral (|logFC| >= 4) se enriquecieron en vías relacionadas con el procesamiento de ARN, el transporte de metabolitos y el metabolismo de xenobióticos, sugiriendo que el sistema olfativo puede participar en diversas respuestas adaptativas. El análisis de Ka/Ks indicó que la mayoría de los genes homólogos estaban bajo selección purificadora, con solo un 0.87-2.07% mostrando selección positiva. Estos genes seleccionados positivamente se enriquecieron en vías relacionadas con la respuesta inmune y la regulación neural, implicando roles potenciales en la evolución adaptativa asociada con el comportamiento ecológico. Además, el gen relacionado con el olfato mostró Ka/Ks > 1 en la comparación. La validación por qRT-PCR confirmó la fiabilidad de los datos de RNA-Seq. Este trabajo es el primero en integrar dos indicadores complementarios: tendencias de expresión y tasas evolutivas, para investigar sistemáticamente la regulación transcripcional y la evolución molecular del sistema olfativo en especies de Xenocyprididae en el contexto de la diferenciación dietética, proporcionando datos de referencia valiosos para comprender la base perceptual de la adaptación dietética en peces de agua dulce.
Descripción
La olfacción juega un papel crucial en los comportamientos alimentarios y la adaptación ecológica de los peces. Sin embargo, los estudios sistemáticos sobre su regulación transcripcional y los mecanismos evolutivos moleculares en peces herbívoros y carnívoros son escasos. En este estudio, analizamos cuatro especies de Xenocyprididae: dos herbívoras y dos carnívoras, utilizando la secuenciación del transcriptoma de rosetas olfativas y comparaciones entre especies. El número de unigenes por especie varió de 40,229 a 42,405, con una completitud de BUSCO que superó el 89.2%. La anotación funcional se realizó utilizando seis bases de datos principales. Se identificaron genes candidatos relacionados con el olfato basados en dominios de Pfam (7tm_4) y vías de KEGG (ko04740), revelando de 8 a 19 genes de receptores olfativos por especie. Estos genes candidatos se enriquecieron predominantemente en las vías de transducción olfativa e interacción de ligandos-receptores neuroactivos. Se identificaron un total de 3681 genes ortólogos de copia única, y sus perfiles de expresión mostraron una clara divergencia interespecífica sin formar agrupamientos estrictos por tipo de dieta. Los genes de tendencia diferencialmente expresados de alto umbral (|logFC| >= 4) se enriquecieron en vías relacionadas con el procesamiento de ARN, el transporte de metabolitos y el metabolismo de xenobióticos, sugiriendo que el sistema olfativo puede participar en diversas respuestas adaptativas. El análisis de Ka/Ks indicó que la mayoría de los genes homólogos estaban bajo selección purificadora, con solo un 0.87-2.07% mostrando selección positiva. Estos genes seleccionados positivamente se enriquecieron en vías relacionadas con la respuesta inmune y la regulación neural, implicando roles potenciales en la evolución adaptativa asociada con el comportamiento ecológico. Además, el gen relacionado con el olfato mostró Ka/Ks > 1 en la comparación. La validación por qRT-PCR confirmó la fiabilidad de los datos de RNA-Seq. Este trabajo es el primero en integrar dos indicadores complementarios: tendencias de expresión y tasas evolutivas, para investigar sistemáticamente la regulación transcripcional y la evolución molecular del sistema olfativo en especies de Xenocyprididae en el contexto de la diferenciación dietética, proporcionando datos de referencia valiosos para comprender la base perceptual de la adaptación dietética en peces de agua dulce.