近日，中国科学院海洋研究所刘进贤课题组独立完成的论文“A high-quality chromosome-level genome of the endangered roughskin sculpin provides insights into its evolution and adaptation”在国际学术期刊Molecular Ecology Resources在线发表。该研究构建了松江鲈鱼高质量的染色体水平基因组，对松江鲈鱼系统分类地位、核型进化、降海产卵洄游及短寿命性状等遗传机制提供了新见解。
物种的遗传多样性水平、群体遗传结构及本地适应性机制对遗传资源的管理与保护具有重要意义。松江鲈鱼是一种西北太平洋特有的一年生降海产卵洄游性鱼类，具有重要的生态和文化价值。在近期人类活动影响下，其野生资源处于濒危状态，已被列为我国二级水生野生保护动物。为恢复松江鲈鱼资源，各地近期陆续开展了松江鲈鱼人工繁育和增殖放流工作，但存在种源混杂及来源不清等问题，因此开展松江鲈鱼基因组及群体基因组学研究，正确认知其遗传多样性水平、种质资源格局及适应性机制对于松江鲈鱼的科学管理与保护工作具有重要指导意义。
该研究利用Pacbio-CCS测序技术结合Hi-C技术成功构建了松江鲈高质量的染色体水平的基因组，基因组大小为521.26 Mb, contig N50 达到2.93 Mb, scaffold N50达到2.93 Mb，共编码21,782个基因。系统发育树结果支持鲉形亚目和杜父鱼亚目隶属于鲈形目；染色体共线性分析揭示四次染色体融合事件是松江鲈基因组染色体数目减少的原因，其与导致三刺鱼染色体数目减少的三次融合事件是相互独立的；比较基因组学分析发现，与细胞凋亡相关的基因家族显著扩张，与免疫系统相关的基因家族显著收缩，可能与松江鲈独特的生物学特征（如短寿命）相关；与渗透压调节相关基因家族显著扩张，推测与其降海洄游的生活史相关；多个与寿命相关的基因受到了正选择作用，这些基因可能与短寿命性状相关。
相关研究得到了国家自然科学基金委项目资助，薛东秀副研究员为论文第一作者，邢腾飞等为合作作者，刘进贤研究员为论文通讯作者。
刘进贤研究组近期围绕松江鲈鱼保护遗传学，聚焦松江鲈鱼种群遗传特征与适应性进化，采用传统分子标记和简化基因组研究手段，取得了系列研究进展：查明了中国境内现生松江鲈鱼群体的群体遗传特征，初步解析了其本地适应性的遗传学机制，明确了我国境内松江鲈鱼种质资源保护格局，相关研究结果发表在Conservation Genetics 和Genome Biology and Evolution等国际学术期刊。研究结果丰富了松江鲈鱼种质资源库，填补了松江鲈鱼基因组学研究空白，为松江鲈鱼遗传及保护单元的划分、种质资源的评估和遗传管理方案的制定提供了科学依据。随着基因组测序技术的快速发展，高质量的参考基因组的构建对全面剖析物种基因组遗传多样性及演化历史，深度发掘优质种质等意义重大，也为从全基因组水平上开展群体基因组学研究，深入探讨与种群保护及适应机制相关科学问题奠定了坚实基础。
论文链接：
Dong-Xiu Xue, Teng-Fei Xing, Jin-Xian Liu （2022）。 A high-quality chromosome-level genome of the endangered roughskin sculpin provides insights into its evolution and adaptation. Molecular Ecology Resources. https://doi.org/10.1111/1755-0998.13582.
Yu-Long Li#, Dong-Xiu Xue#, Bai-Dong Zhang, Jin-Xian Liu （2019）。 Population genomic signatures of genetic structure and environmental selection in the catadromous roughskin sculpin Trachidermus fasciatus, Genome Biology and Evolution, 11（7）， 1751-1764. https://doi.org/10.1093/gbe/evz118.
Yu-Long Li, Dong-Xiu Xue, Tian-Xiang Gao, Jin-Xian Liu （2016）。 Genetic diversity and population structure of the roughskin sculpin （Trachidermus fasciatus Heckel） inferred from microsatellite analyses: implications for its conservation and management. Conservation Genetics, 17（4）， 921-930. https://link.springer.com/article/10.1007/s10592-016-0832-7.
日期：2022-02-18
