首个濒危海参全基因组图谱正式发布！加拉帕戈斯群岛暗色刺参

本文来源于海潮天下（Marine Biodiversity）

▲上图：濒危的暗色刺参。摄影：Billy Bensted-Smith/CDF

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出品 | 海潮天下

海潮天下（Marine Biodiversity）小编读到最新报道，近日，由加拉帕戈斯群岛本地学者、康奈尔大学博士候选人海梅·奥蒂兹（Jaime Ortiz）领衔的科研团队，在《自然》旗下的《科学数据》（Scientific Data）杂志上发表了一项突破性成果：科学家成功绘制了濒危物种——暗色刺参的首个完整基因组图谱。

暗色刺参（Isostichopus fuscus）是一种广泛分布于东热带太平洋海域的棘皮动物，在海洋生态系统中扮演着“海底清道夫”的关键角色。从生物学特征来看，它们拥有长圆柱形的肉质躯体，通过管足在海床上缓慢移动，并利用触手摄取沉积物中的有机碎屑和微生物。它们的生命周期始于体外受精，其幼体在经历约2~3的浮游生活后，会经历变态发育并沉降至海底转为底栖生活。

它们是一种生长相对缓慢的无脊椎动物，通常得要3~4年才能达到性成熟，在自然环境中同步排卵受精来繁衍后代，并具备极强的器官再生能力以应对捕食压力。由于极高的经济价值和长期过度捕捞，该物种在墨西哥至厄瓜多尔沿岸的种群数量急剧下降，已被世界自然保护联盟（IUCN）列为濒危物种，并受《濒危野生动植物种国际贸易公约》（CITES）保护。

▲上图：濒危的暗色刺参（Endangered brown sea cucumber，学名：Isostichopus fuscus）的近距离特写。摄影：Joshua Vela

据报道，这一进展标志着全球范围内首次为濒危海参物种建立起高质量的遗传基准，为东热带太平洋地区的海洋资源管理提供了从分子层面进行精准保护的可能性。

查尔斯·达尔文基金会的可持续渔业项目负责人豪尔赫·拉米雷斯（Jorge Ramírez）指出，这种遗传学工具让人们对种群健康的理解更为深层，有助于科学界与渔业社区达成共识，制定出既保护生态又兼顾生计的方案。

▲上图：暗色刺参（Isostichopus fuscus）采样位点及分布范围示意图。主图详细标注了加拉帕戈斯群岛内的样本来源：红点代表用于PacBio长读长测序的采样点（样本量 N=1），蓝点则代表用于转录组测序（RNA-seq）的采样点（样本量 N=2）。左下角插图展示了中南美洲沿岸海域，珊瑚色区域标明了暗色刺参的自然地理分布范围。右侧附有加拉帕戈斯群岛暗色刺参的实拍图像，图源：查尔斯·达尔文基金会（Charles Darwin Foundation）的尼古拉斯·莫伊蒂（Nicolas Moity）。论文出处：Ortiz-Pachar, J.D., Ramírez-González, J., Moity, N. et al.

暗色刺参是加拉帕戈斯群岛、乃至东热带太平洋海域的关键物种，它们在海底循环养分，对维持珊瑚礁生态系统的健康起到重要作用。同时，该物种也是当地重要的经济资源，每年全球贸易额约300万美元，市场需求主要来自亚洲。

然而，由于长达数十年的过度捕捞，该物种在从墨西哥到厄瓜多尔的漫长海岸线上曾出现种群崩溃。

尽管加拉帕戈斯群岛目前实行严格的科学监管和手工捕捞准入制度，但如何更科学地评估种群的恢复能力、适应潜力，一直是海洋保护中的难题。

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▲上图：受严格监管的海参手工捕捞作业。摄影：Juan Manuel García

在本次基因组组装中，研究人员采用了PacBio HiFi长读长测序与Dovetail Omni-C近距离连接技术。这份基因组图谱的总长度约为8.98亿个碱基对（898.4Mb）。在衡量组装质量的关键指标中，连续片段N50值（Contig N50）达到了2150万个碱基（21.5Mb），支架片段N50值（Scaffold N50）达到了3690万个碱基（36.9Mb）。此外，对核心保守基因库的完整性评估（BUSCO）显示，该基因组的完整度评分高达98.4%。这一高质量的数据集揭示了该物种的遗传全貌，还识别出了2个非编码RNA、22个独特的tRNA以及13个蛋白质编码基因。

▲上图：暗色刺参基因组组装指标的可视化概览。论文出处：Ortiz-Pachar, J.D., Ramírez-González, J., Moity, N. et al.

这一高质量的染色体级别基因组，能够让科学家监测到种群在应对气候变化、环境压力以及捕捞活动时的细微遗传变化。与以往仅依赖生物量统计的监测方法相比，基因组数据可以揭示种群内部的遗传多样性流失情况，帮助管理者识别出那些具有更强环境耐受性的个体，从而优化人工增殖或天然种群的修复策略。

目前全球已知的海参物种超过1800种，但仅有包括暗色刺参在内的8个物种已经有了完整的基因组图谱，而暗色刺参是其中唯一的濒危物种。作者团队指出，这一成果将推动海洋资源管理模式的转型——从短期的数量监测转向深度的种群健康评估。目前，相关数据已通过开源方式向全球科研人员和政策制定者开放，旨在为更多濒危海洋无脊椎动物的保护工作提供参考范式。

基因组学·新研究

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文 | 朱潇潇

编辑 | 海潮君

排版 | 卢晓雨

时间 | 2026年3月2日

【参考资料】
感兴趣的海潮天下（Marine Biodiversity）读者可以参看该研究的全文：
Ortiz-Pachar, J.D., Ramírez-González, J., Moity, N. et al. A chromosome-level genome assembly for the brown sea cucumber from the Galápagos Islands, Isostichopus fuscus. Sci Data 13, 106 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-025-06422-6

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