11月2日，福建农林大学张积森教授课题组和福建师范大学陈由强教授课题组合作在期刊《PNAS》上发表了题为“The evolutionary origin and domestication history of goldfish (Carassius auratus)”的研究论文。该研究获得了金鱼基因组，并对大量金鱼品种的基因组进行比较分析，揭示了许多与著名解剖学性状相关的基因，并建立了金鱼基因数据库。该研究进行了大量金鱼物种样本的基因组分析和候选基因或相关基因组区域的鉴定，进一步为金鱼品种的选育和驯化提供了研究资源，也揭示了金鱼作为脊椎动物和鱼类遗传研究的模式生物的可能性。
金鱼(Carassius auratus)由中国古代的鲫鱼驯化而来，通过1000多年的驯化和育种，金鱼在体型、鳍形、眼型、颜色等方面形成了数百种变异。作为我国重要的养殖观赏鱼之一，金鱼拥有重要的文化、观赏及科学研究价值，尤其是其拥有丰富的变异个体资源，这在动植物物种中相当罕见，这也说明了金鱼有成为研究鱼类生理和进化遗传模式生物的潜力，另外，金鱼基因组的研究对进一步促进金鱼产业的发展也有着重要的意义。
为了更好的研究金鱼的起源和驯化，该研究构建了高质量金鱼基因组，首先使用PacBio RS II平台进行对金鱼基因组进行测序，之后用二代测序进行数据校正，最终得到1.657Gb的原始数据，Contig N50为474 kb。之后又利用Bionano技术获得了1,050,985个大于150 kb的DNA分子，进一步利用Bionano技术对上述基因组数据进行校正，最终获得数据1.73 Gb，Scaffold N50达到了606 kb。最后利用Hi-C技术获得了完整性达94.7%的基因组，同时预测了50条染色体中38条的潜在着丝粒区域。
金鱼高质量基因组组装指标及图谱（图表引自原文）
金鱼高质量基因组组装指标及图谱（图表引自原文）
对金鱼的两个亚基因组进行比较基因组学分析，研究者发现了金鱼祖先在1000至1200万年前发生过古老的杂交事件。对185个有代表性的鲫鱼变种和16个野生鲫鱼进行基因组重测序，分析后确定了金鱼的起源，并发现了基因组中的驯化相关区域。此外，研究者也通过GWAS技术鉴定到了与透明鳞性状相关的基因，透明鳞性状是中国遗传学史上著名的孟德尔性状，是不完全显性遗传，该性状的调控基因为酪氨酸蛋白激酶受体基因。
利用GWAS技术鉴定金鱼透明鳞性状的调控基因（图片引自原文）
利用GWAS技术鉴定金鱼透明鳞性状的调控基因（图片引自原文）
本研究全面收集了不同的金鱼品种进行研究，这方便研究者能够将遗传变异与许多著名的解剖特征联系起来，包括区别传统金鱼分支的特征。这也为金鱼的基因组和多样性数据提供了独特的资源。该研究有望使金鱼成为一个研究功能基因学和驯化的模式生物。
网友评论