内含子广泛存在于真核生物基因组中，并在基因表达调控等过程中发挥重要作用，其起源与演化一直是基因组学研究的重要课题。然而，对于古老的单细胞真核生物，内含子的演化模式及其潜在机制仍缺乏系统认识。纤毛门是形态特征与基因组结构高度多样化的单细胞真核生物类群，为探索内含子演化的多样性及其潜在机制提供了关键模式窗口。
2026年9月30日，原生动物学团队阎莹教授课题组在国际进化生物学期刊《Molecular Biology and Evolution》在线发表题为“Contrasting modes of intron evolution in an evolutionarily distinct eukaryotic lineage revealed by comparative genomics of ciliated protists”的研究论文。该研究通过比较基因组学分析，重建了纤毛虫内含子的演化历史，揭示了不同纤毛虫谱系中差异显著的内含子演化模式，并探讨了异毛类纤毛虫中极短内含子的起源和维持机制。研究为单细胞真核生物的内含子演化提供了新见解，并凸显了纤毛虫作为理解非常规内含子演化策略的有力模型。
研究团队获得了异毛类纤毛虫波状赭纤虫的高质量基因组，并整合多个代表性纤毛虫物种的基因组数据，对纤毛虫内含子的演化历史和结构特征进行了系统分析。研究发现，纤毛虫的内含子演化总体以丢失为主，但不同谱系的丢失程度存在显著差异。其中，异毛类共同祖先经历了大规模内含子丢失，现生异毛类仅保留了极少部分祖先内含子。不同纤毛虫类群在内含子长度、密度、剪接位点、相位及基因内分布等方面也呈现出丰富的多样性。
异毛类15 bp内含子相位偏好的选择约束与功能意义
异毛类纤毛虫表现出尤为特殊的内含子结构：多数内含子的长度仅为15 bp，并具有明显的相位偏好。进一步分析表明，这一特征可能与异常剪接时提前终止密码子的形成及相应的转录本清除机制有关。研究认为，异毛类中15 bp超短内含子的富集可能是长期选择作用与剪接机制结构约束共同塑造的结果。
该研究系统展示了纤毛虫内含子的演化与结构多样性，为理解单细胞真核生物的内含子演化，以及基因组如何在功能需求与结构约束之间实现平衡提供了新的认知。
中国海洋大学博士研究生周兆瑞和博士毕业生宫瑞涛为论文共同第一作者，阎莹教授为通讯作者。原生动物学团队博士毕业生池涌、王玉蕊及华中师范大学叶志强研究员参与了该项研究。该研究得到国家自然科学基金、崂山实验室科技创新项目和山东省高等学校青创科技计划创新团队项目等资助。
论文信息
Zhou Z, Gong R, Chi Y, Wang Y, Ye Z, Yan Y. (2026). Contrasting modes of intron evolution in an evolutionarily distinct eukaryotic lineage revealed by comparative genomics of ciliated protists. Molecular Biology and Evolution, 43(10): msag252.
DOI: 10.1093/molbev/msag252
