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我国科学家完成鲤鱼全基因组序列图谱绘制
信息来源:科技部 发布时间:2014-9-26 访问量:462
    在国家“863”计划、“973”计划和国家自然科学基金、公益性行业科研专项等资助下,中国水产科学研究院联合中国科学院、哈佛大学、奥本大学等单位组建的国际合作团队完成了鲤鱼全基因组序列图谱绘制,并揭示其独特的全基因组复制事件,这是国际上首个完成全面解析的异源四倍体硬骨鱼类基因组图谱。该研究成果以Article形式于2014年9月21日在《自然-遗传》 (Nature Genetics)杂志在线发表(DOI 10.1038/ng.3098)。
    鲤鱼是全球分布和养殖范围最广泛的经济鱼类之一,同时是我国最具代表性的淡水养殖鱼类之一,也是我国最有条件利用基因组资源进行品种改良的水产养殖物种之一。鲤鱼基因组由100条染色体组成,是迄今完成全基因组测序的脊椎动物中染色体数目最多的,其基因组经历了四轮复制,也是迄今为止最为复杂的四倍化脊椎动物基因组之一。
    该研究团队完成了雌核发育鲤鱼的高深度测序、精细图谱绘制和基因组注释,其基因组大小约为16.9亿碱基,含有52610个功能基因,约为多数硬骨鱼类基因数目的两倍。通过与斑马鱼基因组进行系统比对,发现鲤鱼和斑马鱼染色体呈现典型的2:1同源共线性关系,证实了鲤鱼基因组的四倍化特征及其独特的全基因组复制事件,通过细胞遗传学证据进一步证实了鲤鱼基因组的异源四倍体起源特征。分子钟证据表明鲤鱼基因组四倍化发生在820万年前,是迄今在脊椎动物中发现的最近的基因组倍增事件。同时,开展了全球10个代表性品系(种群)33尾鲤鱼的全基因组重测序研究,共挖掘18,949,596个单核苷酸多态性位点和1,694,102个插入/缺失突变位点,首次绘制了全球鲤鱼的单碱基分辨率的基因组遗传变异图谱。此外,通过全基因组多态性扫描和比较转录组分析等手段,识别和定位了松浦镜鲤鳞被缺失、荷包红鲤鲜红体色等性状相关的遗传位点、功能基因和调控通路。
    鲤鱼全基因组序列图谱的完成,标志着鲤科鱼类重要经济性状的遗传解析和遗传选育研究全面进入基因组时代,对解析鲤科鱼类生长、品质、抗病、抗逆等重要经济性状的分子机制具有重要意义,同时为研究脊椎动物基因组进化和基因衍化机制提供了宝贵的数据和模型,为开展全基因组选择育种、培育品质优良的鲤鱼新品种奠定了坚实基础,具有重要的理论意义和应用价值。