近日,珠江水產研究所聯合華大海洋研究院組建的合作研究團隊在金龍魚雌雄染色體級別基因組和雌雄鑒定研究方面取得新進展,相關研究論文“identification of candidate sex-specific genomic regions in male and female Asian arowana genomes”發表于國際著名期刊《GigaScience》。
金龍魚,學名為美麗硬仆骨舌魚(Scleropages formosus),是世界上最著名的淡水觀賞魚之一。由于過度捕撈致其數量急劇下降,被列入《瀕危野生動植物種國際貿易公約》(CITES)附錄I物種。同時,金龍魚性別難以區分,阻礙了對其開展的物種保護工作。在前期工作的基礎上,團隊繼續采用第二、三代測序技術和Hi-C技術相結合,對金龍魚的雄性和雌性基因組進行了基因組組裝,獲得了高質量的雌雄染色體水平參考基因組。其雄性和雌性基因組大小分別為756.8 Mb和781.5 Mb,其中共注釋出25,262和25,328個蛋白質編碼基因。同時將15個雄魚和15個雌魚的重測序數據比對至基因組,共鑒定出了890萬個高置信度SNPs位點。全基因組關聯分析確定了雄性和雌性個體之間存在的幾個潛在差異區段。染色體Chr14的982,221 bp至1,276,785 bp區段的峰值最顯著,染色體Chr19中cfap52基因在雄性性腺中表達量更高。以上兩個區域中鑒定出的cd48和cfap52基因可作為金龍魚性別鑒定的候選基因。發現雄性和雌性個體染色體之間存在3個特殊的染色體結構變異,包括位于雌性染色體Chr6和Chr10的兩個染色體末端倒位和位于雌性染色體Chr21的內部區域的一個染色體倒位,對應雄性染色體的Chr21M (1.6-2.2 Mb)。這些染色體結構上的差異可能影響雌雄個體之間的性別分化。
研究工作得到中央級公益性科研院所基本科研業務費(2016HY-ZCO402, 2019ZD0503),廣東省現代農業產業技術體系創新團隊建設專項資金(2022KJ150)、中國-東盟海上合作基金(CAMC-2018F))和國家淡水水產種質資源庫(FGRC18537)等項目資助。珠江所為第一單位,牟希東和劉奕為共同第一作者,牟希東和華大海洋研究院卞超副研究員為該論文的共同通訊作者。這是該聯合合作團隊繼2016年破譯了金龍魚全基因組圖譜后(卞超等,2016),再次深入研究金龍魚基因組的新成果,解決了以往雌性金龍魚基因組組裝N50 contig短的問題,并完成了首個染色體水平的雄性金龍魚基因組,重測序數據和高連續性與高完整度的基因組組裝為金龍魚物種保護、魚類基因組演化、性別決定及分化機制等研究提供了理論基礎。
論文鏈接:https://doi.org/10.1093/gigascience/giac085


