近日,珠江水产研究所联合华大海洋研究院组建的合作研究团队在金龙鱼雌雄染色体级别基因组和雌雄鉴定研究方面取得新进展,相关研究论文“identification of candidate sex-specific genomic regions in male and female Asian arowana genomes”发表于国际著名期刊《GigaScience》。
金龙鱼,学名为美丽硬仆骨舌鱼(Scleropages formosus),是世界上最著名的淡水观赏鱼之一。由于过度捕捞致其数量急剧下降,被列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CITES)附录I物种。同时,金龙鱼性别难以区分,阻碍了对其开展的物种保护工作。在前期工作的基础上,团队继续采用第二、三代测序技术和Hi-C技术相结合,对金龙鱼的雄性和雌性基因组进行了基因组组装,获得了高质量的雌雄染色体水平参考基因组。其雄性和雌性基因组大小分别为756.8 Mb和781.5 Mb,其中共注释出25,262和25,328个蛋白质编码基因。同时将15个雄鱼和15个雌鱼的重测序数据比对至基因组,共鉴定出了890万个高置信度SNPs位点。全基因组关联分析确定了雄性和雌性个体之间存在的几个潜在差异区段。染色体Chr14的982,221 bp至1,276,785 bp区段的峰值最显著,染色体Chr19中cfap52基因在雄性性腺中表达量更高。以上两个区域中鉴定出的cd48和cfap52基因可作为金龙鱼性别鉴定的候选基因。发现雄性和雌性个体染色体之间存在3个特殊的染色体结构变异,包括位于雌性染色体Chr6和Chr10的两个染色体末端倒位和位于雌性染色体Chr21的内部区域的一个染色体倒位,对应雄性染色体的Chr21M (1.6-2.2 Mb)。这些染色体结构上的差异可能影响雌雄个体之间的性别分化。
研究工作得到中央级公益性科研院所基本科研业务费(2016HY-ZCO402, 2019ZD0503),广东省现代农业产业技术体系创新团队建设专项资金(2022KJ150)、中国-东盟海上合作基金(CAMC-2018F))和国家淡水水产种质资源库(FGRC18537)等项目资助。珠江所为第一单位,牟希东和刘奕为共同第一作者,牟希东和华大海洋研究院卞超副研究员为该论文的共同通讯作者。这是该联合合作团队继2016年破译了金龙鱼全基因组图谱后(卞超等,2016),再次深入研究金龙鱼基因组的新成果,解决了以往雌性金龙鱼基因组组装N50 contig短的问题,并完成了首个染色体水平的雄性金龙鱼基因组,重测序数据和高连续性与高完整度的基因组组装为金龙鱼物种保护、鱼类基因组演化、性别决定及分化机制等研究提供了理论基础。
论文链接:https://doi.org/10.1093/gigascience/giac085