تطور الجينوم
بناس
الأصل التطوري وتاريخ تدجين الأسماك الذهبية (Carassius auratus)
باكبيو |الومينا |خريطة الجينوم البيونانو |مجموعة الجينوم Hi-C |الخريطة الوراثية |جواس |RNA-Seq
يسلط الضوء
1. تم تحديث جينوم السمكة الذهبية بإصدار تجميعي عالي الجودة، مما أدى إلى تثبيت 95.75% من contigs في 50 كروموسومًا كاذبًا (Scaffold N50=31.84 Mb).تم فصل اثنين من الجينومات الفرعية.
2. تم تحديد المناطق الجينومية لعمليات المسح الانتقائية أثناء التدجين من خلال إعادة التسلسل لبيانات 201 فرد، وكشف النقاب عن أكثر من 390 جينًا مرشحًا من المحتمل أن تكون مرتبطة بصفات التدجين.
3. كشفت GWAS على الزعنفة الظهرية في الأسماك الذهبية المستأنسة عن 378 جينًا مرشحًا يحتمل أن تكون مرتبطة.تم التعرف على مراسل كيناز بروتين التيروزين باعتباره جينًا سببيًا مرشحًا مرتبطًا بالشفافية
خلفية
السمكة الذهبية (Carassius auratus) هي واحدة من أهم الأسماك المستزرعة، والتي تم تدجينها من مبروك الدوع في الصين القديمة.وقد علق عليها تشارلز داروين قائلاً: "بمرورنا بتنوع لا نهائي تقريبًا من الألوان، نلتقي بأكثر التعديلات غير العادية في البنية".إن السمات المتنوعة للغاية والتاريخ الطويل من الاستئناس والتكاثر تجعل من الأسماك الذهبية نظامًا نموذجيًا وراثيًا ممتازًا لفسيولوجيا الأسماك وتطورها.
الإنجازات
جينوم السمكة الذهبية
Jيؤدي تحليل المرهم لبيانات تسلسل نهاية الزوج PacBio وIllumina إلى تجميع مسودة أولية تبلغ 1.657 جيجا بايت (Contig N50 = 474 كيلو بايت).تم إنشاء خريطة Bionano الضوئية وتصحيح التجميع إلى حجم 1.73 جيجا بايت (حجم الجينوم المقدر: 1.8 جيجا بايت).قام التجميع القائم على Hi-C بتحسين السقالة N50 من 606 كيلو بايت إلى 31.84 ميجا بايت وحقق معدل تثبيت موجه ومرتب بنسبة 95.75% (1.65 جيجا بايت).يشتمل الجينوم على 56251 جينًا مشفرًا و10098 نسخة طويلة غير مشفرة.علاوة على ذلك، تم التنبؤ بوجود 38 منطقة مركزية محتملة من أصل 50 كروموسومًا.
الشكل 1: جينوم السمكة الذهبية
Tتم تحديد مجموعتين واضحتين من الجينومات الفرعية في كروموسومات السمكة الذهبية الخمسين التي نتجت عن حدث تهجين قديم.تم تعريف مجموعة الكروموسومات ذات النسبة الأعلى من القراءات المحاذية بين السمكة الذهبية والباربينيا على أنها الجين الفرعي A (ChrA01~A25)، أي الجينوم الفرعي المشترك في Barbinae، والباقي كجينوم فرعي B (ChrB01~B25).
التدجين والحملات الانتقائية
Aتم إعادة تسلسل إجمالي 16 نوعًا من أسماك شبوط الدوع البرية و185 نوعًا تمثيليًا من الأسماك الذهبية بمتوسط عمق تسلسل يبلغ حوالي 12.5X، مما أدى إلى توليد 4.3 تيراباز من البيانات.أكدت إعادة بناء السلالات وتحليل PCA وجود علاقة أوثق بين الأسماك الذهبية الشائعة ومبروك الدوع مقارنة بالأسماك الذهبية الأخرى، والتي انقسمت الأخيرة إلى سلالتين.
Lدعم تحليل الاضمحلال D على المجموعات السكانية الأربعة المذكورة أعلاه وجود عنق الزجاجة الوراثي السكاني أثناء التدجين والانتقاء الاصطناعي القوي في الأسماك الذهبية.تشير زيادة التنوع الوراثي (π) من مبروك الدوع إلى الأسماك الذهبية الشائعة إلى أسماك وين الذهبية وبيض الأسماك الذهبية إلى تراكم كبير للاختلافات الجينية أثناء تدجينها.تم تحديد 50 منطقة جينية انتقائية تغطي 25.2 ميجابايت و946 جينًا من البيانات التمثيلية (33 سمكة ذهبية و16 سمكة كروشية).وبتوسيع التحليل ليشمل 201 فردًا، أشار 393 جينًا إلى مناطق الاجتياح الانتقائي المكتمل.تم العثور على هذه الجينات منخفضة التنوع، والتي من المحتمل أن تكون ساهمت في الأنماط الظاهرية المرتبطة بصفات الاستئناس الرئيسية في الأسماك الذهبية.
الشكل 3: التحليل المرتبط بالتدجين على مستوى الجينوم
GWAS على الأسماك الذهبية المستأنسة
Dالزعنفة الفموية هي السمة الرئيسية التي تميز سمكة ون الذهبية عن سمكة البيض الذهبية.كشفت GWAS للزعنفة الظهرية في 96 سمكة ذهبية و 87 سمكة ذهبية بيضة عن 378 جينًا مرشحًا منتشرة عبر 13 كروموسومًا ولوحظ توزيع غير متساو لهذه الجينات بين الجينومات الفرعية.سلط التحليل الوظيفي لهذه الجينات المرشحة الضوء على العمليات البيولوجية بما في ذلك "إشارات مستقبلات سطح الخلية"، و"نقل الغشاء"، و"تطوير النظام الهيكلي"، وما إلى ذلك.
الشكل 4 GWAS للزعنفة الظهرية على الأسماك الذهبية المستأنسة
Iفي GWAS للسمات الشفافة ذات الصلة بالمقياس، تم اكتشاف ذروة ارتباط قوية واحدة.تم التعرف على الجين الذي يشفر مستقبل بروتين التيروزين كيناز في إحدى المناطق المرشحة.
الشكل 5 GWAS للسمات الشفافة ذات الصلة بالمقياس
مرجع
Cالدجاجة د وآخرون.الأصل التطوري وتاريخ تدجين الأسماك الذهبية (Carassius auratus).بناس (2020)
أخبار يهدف إلى مشاركة أحدث الحالات الناجحة مع Biomarker Technologies، والتقاط الإنجازات العلمية الجديدة بالإضافة إلى التقنيات البارزة المطبقة أثناء الدراسة.
وقت النشر: 04 يناير 2022