Frontiers in Genetics发布棘头梅童鱼染色体级别基因组图谱

2021-10-11 110CNGBdb

2021年9月30日,华大海洋联合水科院东海所在国际知名学术刊物Frontiers in Genetics上发表棘头梅童鱼染色体级别基因组图谱。

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此项研究产生的所有测序数据均存储于国家基因库生命大数据平台(CNGBdb),项目编号为:CNP0001197。 

研究背景

棘头梅童鱼(Collichthys lucidus)隶属于鲈形目(Perciformes)、石首鱼科(Sciaenidae)、梅童鱼属,为暖水性近海底栖小型鱼类,是我国重要的近海经济性鱼类。

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石首鱼类因其头部的耳石特别大,被称为“石首鱼”。鱼类的耳石是其内耳中的非细胞结晶矿物沉积物,主要成分为碳酸钙和有机基质。除了棘头梅童鱼,大黄鱼、小黄鱼也是常见的石首鱼类,石首鱼是研究鱼类耳石形成和发育机制的代表性物种。耳石在鱼类的声音感知、平衡、线性加速度和重力感应中起着重要的作用。此外,鱼类的耳石广泛应用于渔业科学研究,如鱼类年龄鉴定、鱼类种群结构或种群迁移模式的评价等。

研究结果

本研究采用二代测序、三代测序和HIC测序,组装出了含24条染色体、总长度为817 Mb的棘头梅童鱼染色体级别基因组图谱(图2),scaffold N50 达26.58 Mb。

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基于组装出的基因组序列,共预测出29, 509个基因,其中 29, 432 (占比99.74%)个基因有功能注释信息。棘头梅童鱼基因组注释分析表明,许多基因家族显著扩增,其中一些与“钙信号通路”和潜在的“内耳功能”有关。一些关键基因及基因家族,如 Otoconin-90(oc90)、富含半胱氨酸型酸性蛋白(sparc)、SPARC-like1(sparcl1)、otopetrin-1(otop1)、otolin-1(otol1)和Otolithmatrixprotein-1 (omp1)等已被证实与包括硬骨鱼类在内的多种脊椎动物的耳石生长和形成有关。

利用棘头梅童鱼、大黄鱼和斑马鱼等其它非石首鱼类的基因组数据,通过多序列比对分析耳石相关的基因(图3),发现棘头梅童鱼和大黄鱼与其它鱼类相比,oc90、otol1a和sparc均含有突变位点,otop1和sparcl1在石首鱼类中发生正选择(图4)。

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此项研究揭示了与石首鱼科鱼类形成发达耳石相关的基因变异,为深入研究石首鱼类耳石形成和发育的分子机制提供重要数据基础,同时也将为后续研究提供重要遗传数据资源。

参考文献
Song W, Gan W, Zhao C, et al. Whole genome sequencing and genome-wide studies of spiny head croaker (Collichthys lucidus) reveals potential insights for well-developed otoliths in the family Sciaenidae[J]. Frontiers in Genetics, 1833.
信息及图片来源:华大海洋公众号及Frontiers in Genetics官网

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