海洋颗石藻Chrysotila carterae NIES-4509可转化基因组草图解析及其在碳循环与生物矿化研究中的意义

　　来自日本国立环境研究所的研究团队针对颗石藻（coccolithophores）遗传转化难题，完成了可转化株Chrysotila carterae NIES-4509的基因组测序。该研究通过PacBio HiFi技术获得451.7 Mbp基因组草图（GC含量57.9%，contig N50 76.3 kbp），预测47,979个蛋白编码基因，为揭示生物钙化（coccolith formation）机制及海洋碳循环研究提供关键分子工具。

　　

海洋中有一类特殊的浮游植物——颗石藻（coccolithophores），它们细胞表面覆盖着碳酸钙构成的颗石片（coccoliths），在海洋碳循环中扮演重要角色。虽然Emiliania huxleyi（Eh）是当前颗石藻研究的模式物种，但其遗传转化困难阻碍了生物矿化机制的分子解析。

科学家们将目光转向了可转化颗石藻Chrysotila carterae（原称Pleurochrysis）。通过PacBio Revio测序平台，研究团队对该藻株NIES-4509进行全基因组测序：使用g-TUBE将DNA片段化至10-20 kb，经SMRTbell建库后获得22.6 Gbp高质量数据（Q20以上），最终通过Flye算法组装出451.7 Mbp基因组草图。

这个富含重复序列（67.7%）的基因组展现出有趣特征：GC含量达57.9%，预测基因数（47,979）远超近缘种C. roscoffensis（23,341个）。BUSCO评估显示基因组完整性为48.6%（真核生物数据集），暗示可能存在因基因组碎片化导致的基因高估现象。

研究亮点在于：
1）首次提供可转化颗石藻的高质量基因组资源
2）揭示该物种异常高的蛋白编码基因密度
3）为解析颗石形成（coccolithogenesis）的分子通路奠定基础

实验采用14:10小时光暗周期培养（20°C，70 μmol photons m^?2
s^?1
），结合Funannotate流程整合RNA-seq数据（SRR1300347-SRR1300349）进行基因注释。这些数据将助力未来遗传操作研究，推动海洋微生物钙化过程的机制解析。