Evolutionary genomics of the emergence of brown algae as key components of coastal ecosystems
France Denoeud
(1)
,
Olivier Godfroy
(2)
,
Corinne Cruaud
(1)
,
Svenja Heesch
(3, 2)
,
Zofia Nehr
(3)
,
Nachida Tadrent
(4)
,
Arnaud Couloux
(5, 6)
,
Loraine Brillet-Guéguen
(2)
,
Ludovic Delage
(2)
,
Dean Mckeown
(7)
,
Taizo Motomura
(8, 9)
,
Duncan Sussfeld
(10)
,
Xiao Fan
(11, 12)
,
Lisa Mazéas
(2)
,
Nicolas Terrapon
(13)
,
Josué Barrera-Redondo
(14)
,
Romy Petroll
(15)
,
Lauric Reynes
(16, 17)
,
Seok-Wan Choi
(18)
,
Jihoon Jo
(18)
,
Kavitha Uthanumallian
(19)
,
Kenny Bogaert
(20)
,
Céline Duc
(21)
,
Pélagie Ratchinski
(3)
,
Agnieszka Lipinska
(3, 14)
,
Benjamin Noel
(1)
,
Eleanor Murphy
(22, 23)
,
Martin Lohr
(24)
,
Ananya Khatei
(25)
,
Pauline Hamon-Giraud
(26)
,
Christophe Vieira
(27)
,
Komlan Avia
(28)
,
Svea Sanja Akerfors
(24)
,
Shingo Akita
(29)
,
Yacine Badis
(3)
,
Tristan Barbeyron
(2)
,
Arnaud Belcour
(26)
,
Wahiba Berrabah
(1)
,
Samuel Blanquart
(26)
,
Ahlem Bouguerba-Collin
(2)
,
Trevor Bringloe
(19)
,
Rose Ann Cattolico
(30)
,
Alexandre Cormier
(31)
,
Helena Cruz de Carvalho
(32)
,
Romain Dallet
(7)
,
Olivier de Clerck
(33)
,
Ahmed Debit
(32)
,
Erwan Denis
(2)
,
Christophe Destombe
(34)
,
Erica Dinatale
(14)
,
Simon Dittami
(2)
,
Elodie Drula
(13)
,
Sylvain Faugeron
(35)
,
Jeanne Got
(26)
,
Louis Graf
(18)
,
Agnès Groisillier
(21)
,
Marie-Laure Guillemin
(34, 36)
,
Lars Harms
(37)
,
William John Hatchett
(25)
,
Bernard Henrissat
(38)
,
Galice Hoarau
(25)
,
Chloé Jollivet
(3)
,
Alexander Jueterbock
(25)
,
Ehsan Kayal
(7)
,
Andrew Knoll
,
Kazuhiro Kogame
,
Arthur Le Bars
,
Catherine Leblanc
,
Line Le Gall
,
Ronja Ley
,
Xi Liu
,
Steven Loduca
,
Pascal Jean Lopez
,
Philippe Lopez
,
Eric Manirakiza
,
Karine Massau
,
Stéphane Mauger
,
Laetitia Mest
,
Gurvan Michel
,
Catia Monteiro
,
Chikako Nagasato
,
Delphine Nègre
,
Eric Pelletier
,
Naomi Phillips
,
Philippe Potin
,
Stefan Rensing
,
Ellyn Rousselot
,
Sylvie Rousvoal
,
Declan Schroeder
,
Delphine Scornet
,
Anne Siegel
,
Leila Tirichine
,
Thierry Tonon
,
Klaus Valentin
,
Heroen Verbruggen
,
Florian Weinberger
,
Glen Wheeler
,
Hiroshi Kawai
,
Akira Peters
,
Hwan Su Yoon
,
Cécile Hervé
,
Naihao Ye
,
Eric Bapteste
,
Myriam Valero
,
Gabriel Markov
,
Erwan Corre
,
Susana Coelho
,
Patrick Wincker
,
Jean-Marc Aury
,
J. Mark Cock
(39, 3, 2, 40)
1
GENOSCOPE -
Genoscope - Centre national de séquençage [Evry]
2 LBI2M - Laboratoire de Biologie Intégrative des Modèles Marins
3 SBR - Station biologique de Roscoff = Roscoff Marine Station
4 UMR 8030 - Génomique métabolique
5 LBGB - Laboratoire de Bioinformatique pour la Génomique et la Biodiversité
6 GOSEE - Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans
7 ABIMS - ABiMS - Informatique et bioinformatique = Analysis and Bioinformatics for Marine Science
8 Hokkaido University [Sapporo, Japan]
9 Muroran Marine Station
10 ISYEB - Institut de Systématique, Evolution, Biodiversité
11 Princeton University
12 Rockefeller University [New York]
13 AFMB - Architecture et fonction des macromolécules biologiques
14 Max Planck Institute for Developmental Biology
15 Philipps Universität Marburg = Philipps University of Marburg
16 EBEA - Biologie évolutive et écologie des algues = Evolutionary Biology and Ecology of Algae
17 UHM - University of Hawai‘i [Mānoa]
18 SKKU - Sungkyunkwan University [Suwon]
19 University of Melbourne
20 Phycology Research Group [Ghent]
21 US2B - Unité en Sciences Biologiques et Biotechnologies de Nantes
22 University of Bristol [Bristol]
23 Marine Biological Association
24 JGU - Johannes Gutenberg - Universität Mainz = Johannes Gutenberg University
25 Nord University [Bodø]
26 Dyliss - Dynamics, Logics and Inference for biological Systems and Sequences
27 Jeju National University
28 UNISTRA - Université de Strasbourg
29 Hokkaido Bunkyo University
30 University of Washington [Seattle]
31 IRSI - Département Infrastructures de Recherche et Systèmes d'Information
32 IBENS - Institut de biologie de l'ENS Paris
33 Department of Inorganic and Physical Chemistry, Ghent University
34 DiSEEM - Dispersion, Speciation and Evolution of Marine Species
35 Facultad de ciencias biologicas [Santiago]
36 Universidad Austral de Chile
37 Alfred Wegener Institute [Potsdam]
38 Department of Health Technology, Technical University of Denmark
39 CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique
40 LBI2M - Laboratoire de Biologie Intégrative des Modèles Marins
2 LBI2M - Laboratoire de Biologie Intégrative des Modèles Marins
3 SBR - Station biologique de Roscoff = Roscoff Marine Station
4 UMR 8030 - Génomique métabolique
5 LBGB - Laboratoire de Bioinformatique pour la Génomique et la Biodiversité
6 GOSEE - Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans
7 ABIMS - ABiMS - Informatique et bioinformatique = Analysis and Bioinformatics for Marine Science
8 Hokkaido University [Sapporo, Japan]
9 Muroran Marine Station
10 ISYEB - Institut de Systématique, Evolution, Biodiversité
11 Princeton University
12 Rockefeller University [New York]
13 AFMB - Architecture et fonction des macromolécules biologiques
14 Max Planck Institute for Developmental Biology
15 Philipps Universität Marburg = Philipps University of Marburg
16 EBEA - Biologie évolutive et écologie des algues = Evolutionary Biology and Ecology of Algae
17 UHM - University of Hawai‘i [Mānoa]
18 SKKU - Sungkyunkwan University [Suwon]
19 University of Melbourne
20 Phycology Research Group [Ghent]
21 US2B - Unité en Sciences Biologiques et Biotechnologies de Nantes
22 University of Bristol [Bristol]
23 Marine Biological Association
24 JGU - Johannes Gutenberg - Universität Mainz = Johannes Gutenberg University
25 Nord University [Bodø]
26 Dyliss - Dynamics, Logics and Inference for biological Systems and Sequences
27 Jeju National University
28 UNISTRA - Université de Strasbourg
29 Hokkaido Bunkyo University
30 University of Washington [Seattle]
31 IRSI - Département Infrastructures de Recherche et Systèmes d'Information
32 IBENS - Institut de biologie de l'ENS Paris
33 Department of Inorganic and Physical Chemistry, Ghent University
34 DiSEEM - Dispersion, Speciation and Evolution of Marine Species
35 Facultad de ciencias biologicas [Santiago]
36 Universidad Austral de Chile
37 Alfred Wegener Institute [Potsdam]
38 Department of Health Technology, Technical University of Denmark
39 CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique
40 LBI2M - Laboratoire de Biologie Intégrative des Modèles Marins
Andrew Knoll
- Fonction : Auteur
Kazuhiro Kogame
- Fonction : Auteur
Arthur Le Bars
- Fonction : Auteur
Catherine Leblanc
- Fonction : Auteur
Line Le Gall
- Fonction : Auteur
Ronja Ley
- Fonction : Auteur
Xi Liu
- Fonction : Auteur
Steven Loduca
- Fonction : Auteur
Pascal Jean Lopez
- Fonction : Auteur
Philippe Lopez
- Fonction : Auteur
Eric Manirakiza
- Fonction : Auteur
Karine Massau
- Fonction : Auteur
Stéphane Mauger
- Fonction : Auteur
Laetitia Mest
- Fonction : Auteur
Gurvan Michel
- Fonction : Auteur
Catia Monteiro
- Fonction : Auteur
Chikako Nagasato
- Fonction : Auteur
Delphine Nègre
- Fonction : Auteur
Eric Pelletier
- Fonction : Auteur
Naomi Phillips
- Fonction : Auteur
Philippe Potin
- Fonction : Auteur
Stefan Rensing
- Fonction : Auteur
Ellyn Rousselot
- Fonction : Auteur
Sylvie Rousvoal
- Fonction : Auteur
Declan Schroeder
- Fonction : Auteur
Delphine Scornet
- Fonction : Auteur
Anne Siegel
- Fonction : Auteur
Leila Tirichine
- Fonction : Auteur
Thierry Tonon
- Fonction : Auteur
Klaus Valentin
- Fonction : Auteur
Heroen Verbruggen
- Fonction : Auteur
Florian Weinberger
- Fonction : Auteur
Glen Wheeler
- Fonction : Auteur
Hiroshi Kawai
- Fonction : Auteur
Akira Peters
- Fonction : Auteur
Hwan Su Yoon
- Fonction : Auteur
Cécile Hervé
- Fonction : Auteur
Naihao Ye
- Fonction : Auteur
Eric Bapteste
- Fonction : Auteur
Myriam Valero
- Fonction : Auteur
Gabriel Markov
- Fonction : Auteur
Erwan Corre
- Fonction : Auteur
Susana Coelho
- Fonction : Auteur
Patrick Wincker
- Fonction : Auteur
Jean-Marc Aury
- Fonction : Auteur
J. Mark Cock
- Fonction : Auteur
- PersonId : 184497
- IdHAL : j-mark-cock
- ORCID : 0000-0002-2650-0383
- IdRef : 113742665
Résumé
Brown seaweeds are keystone species of coastal ecosystems, often forming extensive underwater forests, and are under considerable threat from climate change. In this study, analysis of multiple genomes has provided insights across the entire evolutionary history of this lineage, from initial emergence, through later diversification of the brown algal orders, down to microevolutionary events at the genus level. Emergence of the brown algal lineage was associated with a marked gain of new orthologous gene families, enhanced protein domain rearrangement, increased horizontal gene transfer events, and the acquisition of novel signaling molecules and key metabolic pathways, the latter notably related to biosynthesis of the alginate-based extracellular matrix, and halogen and phlorotannin biosynthesis. We show that brown algal genome diversification is tightly linked to phenotypic divergence, including changes in life cycle strategy and zoid flagellar structure. The study also showed that integration of large viral genomes has had a significant impact on brown algal genome content throughout the emergence of the lineage.
| Origine | Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte |
|---|
