ЕВОЛЮЦИЯ НА ГЕНОМА
PNAS
Еволюционният произход и историята на опитомяването на златната рибка (Carassius auratus)
PacBio |Илюмина |Карта на генома на Bionano |Сглобяване на Hi-C геном |Генетична карта |GWAS |RNA-Seq
Акценти
1.Геномът на златната рибка беше актуализиран с висококачествена асемблирана версия, закрепваща 95,75% от контигите в 50 псевдохромозоми (Scaffold N50=31,84 Mb).Два субгенома бяха разплетени.
2. Геномни региони на селективни проверки по време на опитомяване бяха идентифицирани от данни за повторно секвениране на 201 индивида, разкривайки над 390 кандидат гена, които вероятно са свързани с черти на опитомяването.
3.GWAS на гръбна перка при опитомени златни рибки разкри 378 кандидат гена, които потенциално са свързани.Репортер на тирозин-протеин киназа беше идентифициран като кандидат каузален ген, свързан с прозрачността
Заден план
Златната рибка (Carassius auratus) е една от най-важните отглеждани риби, опитомени от каракуди в древен Китай.Те са коментирани от Чарлз Дарвин като „Преминавайки през почти безкрайно разнообразие от цветове, ние се срещаме с най-необикновените модификации на структурата“.Изключително разнообразните характеристики и дългата история на опитомяване и размножаване правят златната рибка отлична генетична моделна система за физиологията и еволюцията на рибите.
постижения
Геном на златната рибка
JОбщият анализ на данните за последователност в края на двойката PacBio и Illumina дава първоначален 1,657 G чернови монтаж (Contig N50=474 Kb).Оптичната карта на Bionano беше генерирана и коригира сглобката до размер от 1,73 Gb (приблизителен размер на генома: 1,8 Gb).Базираното на Hi-C сглобяване допълнително подобри скелето N50 от 606 Kb на 31,84 Mb и постигна 95,75% (1,65 Gb) ориентирана и подредена скорост на закрепване.Геномът се състои от 56 251 кодиращи гена и 10 098 дълги некодиращи транскрипта.Освен това бяха предвидени 38 потенциални центромерни области от 50 хромозоми.
Фиг.1 Геном на златната рибка
Tдва ясни набора от субгеноми бяха идентифицирани в 50-те хромозоми на златни рибки, които са резултат от древно събитие на хибридизация.Наборът от хромозоми с по-висок дял на четения, подравнени между златни рибки и Barbinae, бяха определени като субгеном A (ChrA01~A25), т.е. субгеном, общ за Barbinae, а останалите като субгеном B (ChrB01~B25).
Опитомяване и селективни проверки
Aобщо 16 диви вида каракуди и 185 представителни варианта на златни рибки бяха повторно секвенирани със средна дълбочина на секвениране от приблизително 12,5X, генерирайки 4,3 терабази от данни.Филогенетичната реконструкция и PCA анализът потвърдиха по-тясна връзка между обикновената златна рибка и каракуда, отколкото другите златни рибки, които после се разделиха на две линии.
LАнализът на D разпад върху горните четири субпопулации подкрепи съществуването на популационно генетично затруднение по време на опитомяването и силната изкуствена селекция при златните рибки.Увеличаването на генетичното разнообразие (π) от каракуда до обикновена златна рибка и след това до златна рибка Wen и яйцевидна златна рибка показва значително натрупване на генетични вариации по време на тяхното опитомяване.50 селективни геномни области, покриващи 25,2 Mb и 946 гена, бяха идентифицирани от представителни данни (33 златни рибки и 16 карауси).Разширявайки анализа до 201 индивида, 393 гена показват области на завършено селективно почистване.Установено е, че тези гени са с ниско разнообразие, което вероятно е допринесло за фенотипите, свързани с основните черти на опитомяването при златните рибки.
Фиг.3 Анализ, свързан с опитомяването в целия геном
GWAS върху опитомени златни рибки
DОралната перка е ключова характеристика, която отличава златната рибка Wen от златната рибка Egg.GWAS на гръбната перка на 96 златни рибки Wen и 87 яйчни златни рибки разкри 378 кандидат-гени, разпръснати в 13 хромозоми и се наблюдава неравномерно разпределение на тези гени между субгеномите.Функционалният анализ на тези кандидат-гени подчертава биологични процеси, включително „сигнализиране на рецепторите на клетъчната повърхност“, „трансмембранно транспортиране“, „развитие на скелетната система“ и т.н.
Фиг.4 GWAS на гръбна перка на опитомена златна рибка
In GWAS на прозрачни черти, свързани с мащаба, беше открит единичен пик на силна асоциация.Ген, кодиращ рецептор на тирозин-протеин киназа, беше идентифициран в един от кандидат регионите.
Фиг.5 GWAS на прозрачни характеристики, свързани с мащаба
справка
Chen D et al.Еволюционният произход и историята на опитомяването на златните рибки (Carassius auratus).PNAS (2020)
Новини има за цел да сподели най-новите успешни случаи с Biomarker Technologies, да улови нови научни постижения, както и видни техники, приложени по време на проучването.
Време на публикуване: 04 януари 2022 г