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長江所鱘魚類全基因組研究取得新進展

作者:來源:淡水魚類種質資源與生物技術研究室 發布日期:2019-09-24 11:24字體大?。骸?a href="javascript:doZoom(18)">大】【】【

  2019年9月5日,中國水產科學研究院長江水產研究所瀕危魚類?;ぱЭ譜樵詮士鎩禙rontiers in Genetics》在線發表了世界上第一篇鱘魚類全基因組論文——小體鱘全基因組草圖及Hox基因家族進化的論文。
  鱘形目魚類是現生軟骨硬鱗魚類的典型代表類群,被譽為魚類中的“活化石”。現生鱘魚類有2科6屬27個有效種,分布幾乎遍及北半球。鱘魚類因其具“黑金子”美譽的魚子醬,以及獨特悠久的進化歷史,而具極高的經濟價值以及科研價值。2010年,國際自然?;ち耍↖UCN)瀕危物種紅色名錄評估得出結論:“鱘魚比任何其他物種都更易瀕臨滅絕”。現生的27種鱘魚類均被列入紅色名錄,其中63%已被列為極度瀕危級別。為進一步推進對鱘魚類遺傳與生物信息學深度解析與?;ぱ芯?,2016年起,長江所和深圳華大基因海洋研究院聯合,啟動了我國第一個鱘魚類三代全基因組測序項目。目前已完成多種鱘魚的全基因組測序和組裝,其中小體鱘作為世界上第一個鱘魚類全基因組圖譜公布。
  小體鱘是一種體型較小的鱘魚,也是唯一跨歐亞兩大陸廣泛分布的鱘魚類。與其他硬骨魚類相比,小體鱘通常被稱為四倍體魚類,有時也被稱為功能二倍體鱘魚。長江所所瀕危魚類?;ぱЭ譜槎孕√弼嘟辛巳蜃椴廡?,從頭組裝和基因注釋,構建了小體鱘的全基因組草圖。該研究取得了一系列新進展。(1)基于Illumina Hiseq 2500平臺得到316.8 Gb原始數據,小體鱘基因組最終組裝大小為1.83 Gb。BUSCO完整性評估為81.6%。Scaffold N50和Contig N50分別達到191.06 Kb和18.88kb。(2)通過基因注釋得到22,184個蛋白質編碼基因。重復序列注釋顯示小體鱘基因組重復序列比例占42.84%。(3)比較基因組系統發育結果顯示,小體鱘為代表的鱘魚類位于輻鰭魚類的基部位置。4dTv分析結果顯示,小體鱘大約在兩千一百多萬年內經歷了最近的一次鱘魚特有的全基因組復制事件。(4)對脊椎動物發育重要功能基因家族Hox基因家族的進化分析,小體鱘有7個Hox基因簇,共68個Hox基因家族成員。系統進化分析結果推測,匙吻鱘代表的匙吻鱘科與小體鱘代表的鱘科魚類經歷了各自獨立的基因組復制事件。小體鱘全基因組草圖的繪制成功,彌補了目前全球鱘魚類全基因組數據匱乏的空白,也為鱘魚類的基礎理論研究和產業化發展奠定了重要的基礎。
  該論文題目為“Draft Genome and Complete Hox-Cluster Characterization of the Sterlet (Acipenser ruthenus)”(doi: 10.3389/fgene.2019.00776),在線獲取鏈接為:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fgene.2019.00776/full。長江所博士后程佩琳為該文的共同第一作者。中國水產科學院首席科學家危起偉研究員為共同通訊作者。該研究得到中國博士后科學基金、國家自然科學基金以及國家重點基礎研究發展計劃(973計劃)的共同資助。

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