青藏高原首個魚類基因組—黑斑原鮡基因組公布

最新 08-18

我看見一座座山~

一座座山川~

一座座山川相連~

呀啦索~那就是青藏高原~

唱的小編暈暈的~

可以說青藏高原是小編最嚮往的地方之一，它神聖而美麗，而且最近小編得知在其河流中有一種特有的「黑斑原鮡」土著魚類，作為珍稀經濟魚類因過度捕撈而受到嚴重破壞，急需和小編一樣的科研人員投身種質資源保護事業，為保護西藏土著魚類做出貢獻。

因此，在2018年8月14日，西藏自治區農牧科學院水產科學研究所聯手諾禾致源及武漢理工大學，公開了首個青藏高原特有魚類黑斑原鮡的基因組，《Draft genome ofGlyptosternon maculatum, an endemic fish from Tibet-plateau》，相關研究成果發表於Gigascience（IF=7.267），該文填補了青藏高原魚類基因組的空白（小編點黑板敲重點了哈~~），為魚類適應性研究和後期種質資源保護奠定了基礎。

研究背景

黑斑原鮡（Glyptosternon maculatum）隸屬於鯰形目（Siluriformes）、鮡科（Sisoridae）、原鮡屬（Glyptosternum）（圖1a），分布於青藏高原腹心地帶雅魯藏布江中游，海拔2800-4200米範圍內，該魚腹腔內除具有正常肝臟外，在皮膚與體壁肌肉之間分生出一個與腹腔內肝臟連接的相同功能的組織—腹腔外肝（圖1b），但目前對於黑斑原鮡特殊的肝臟發育分子機制及其在適應性進化中的生理功能變化情況尚不清楚。黑斑原鮡參考基因組的公布，為研究魚類高海拔適應性機制以及高原魚類種質資源保護提供了理論支持。

圖1 黑斑原鮡形態及分布流域

研究方法

樣本采自雅魯藏布江拉孜縣江段，從肌肉組織中提取總基因組DNA進行建庫測序，共得到603.99 Gb高質量數據（約787 X）。

圖2 黑斑原鮡組裝流程

主要結果

基因組組裝及評估

研究人員利用圖2的方法組裝得到662.34 Mb黑斑原鮡參考基因組（Survey預估基因組大小763.7Mb），Scaffold N50和Contig N50分別為20.90 Mb和993.67 Kb。同時，970個直系同源單拷貝基因（BUSCO）組裝出83%的完整單拷貝基因和248個真核保守基因（CEGMA）組裝出85.08%（圖3）。

圖3 黑斑原鮡基因組組裝結果

基因組注釋

隨後研究人員結合了從頭預測和同源預測結合策略，發現重複元件佔比35.88%，微型反向重複轉座元件（MITEs）佔比0.185%；也預測了22,066個蛋白編碼基因，8,645個蛋白非編碼基因（圖4a和b）。另外，研究人員利用SeissProt、Pfam、NR資料庫、GO和KEGG進行功能注釋，共有20,234個編碼蛋白基因被成功注釋，佔比達91.70%（圖4c）。

圖4 黑斑原鮡基因組注釋結果

系統進化分析

研究利用了13個物種的核苷酸和蛋白質數據，採用最大似然法構建系統進化樹（圖5），分析表明G.maculatum和D.rerio（斑馬魚）的祖先分化時間發生約在128.5百萬年，且與I.punctatus（斑點叉尾鮰）約在48.3百萬年。

圖5 黑斑原鮡系統進化分析

研究總結

本研究組裝了高原特有物種—黑斑原鮡的基因組（鮡科魚類首個基因組），為進一步研究魚類高海拔適應性分子機制、高原魚類物種形成機制及後期種質資源保護提供了理論支持。

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參考文獻：

[1] Liu HP,Liu QY,Chen ZP,et al. Draft genome ofGlyptosternon maculatum, an endemic fish from Tibet-plateau[J].Gigascience, 2018, giy104, https://doi.org/10.1093/gigascience/giy104.

動物研究部姚佳慧&崔繼龍丨文案

黃方芳丨編輯

配圖來源於網路，侵刪

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