GENOMEVOLUTION
PNAS
Den evolutionære oprindelse og domesticeringshistorie af guldfisk (Carassius auratus)
PacBio |Illumina |Bionano Genome Kort |Hi-C Genome Assembly |Genetisk kort |GWAS |RNA-Seq
Højdepunkter
1.Guldfiskens genom blev opdateret med en samlingsversion af høj kvalitet, der forankrede 95,75% af contigs i 50 pseudochromosomer (Scaffold N50=31,84 Mb).To subgenomer blev adskilt.
2. Genomiske områder af selektive sweep under domesticering blev identificeret ud fra gensekventeringsdata fra 201 individer, der afslørede over 390 kandidatgener, der sandsynligvis er forbundet med domesticeringsegenskaber.
3.GWAS på rygfinne hos tamme guldfisk afslørede 378 kandidatgener, der potentielt er forbundet.En tyrosin-proteinkinase-reporter blev identificeret som et kandidat-årsagsgen forbundet med gennemsigtighed
Baggrund
Guldfisk (Carassius auratus) er en af de vigtigste opdrættede fisk, som blev tæmmet fra korskarper i det gamle Kina.De blev kommenteret af Charles Darwin som "Hvis vi går forbi en næsten uendelig mangfoldighed af farver, møder vi de mest ekstraordinære ændringer af strukturen".Ekstremt forskelligartede egenskaber og lang historie med domesticering og avl gør guldfisk til et fremragende genetisk modelsystem for fiskefysiologi og evolution.
Præstationer
Guldfiskens genom
Joint analyse af PacBio og Illumina pair-end sekventeringsdata giver en indledende 1.657 G udkastsamling (Contig N50=474 Kb).Bionano optisk kort blev genereret og korrigeret samlingen til 1,73 Gb i størrelse (estimeret genomstørrelse: 1,8 Gb).Hi-C-baseret samling forbedrede stilladset N50 yderligere fra 606 Kb til 31,84 Mb og opnåede 95,75 % (1,65 Gb) orienteret og ordnet forankringshastighed.Genomet omfatter 56.251 kodende gener og 10.098 lange ikke-kodende transkripter.Desuden blev 38 potentielle centromere regioner forudsagt ud af 50 kromosomer.
Fig.1 Guldfisk Genom
Tto klare sæt af subgenomer blev identificeret i de 50 guldfisk-kromosomer, der var resultatet af en gammel hybridiseringsbegivenhed.Sættet af kromosomer med højere andel af aflæsninger justeret mellem guldfisk og Barbinae blev defineret som subgenom A (ChrA01~A25), dvs. subgenom fælles for Barbinae, og de resterende som subgenom B (ChrB01~B25).
Domesticering og selektive sweeps
Ai alt 16 vildtype karper og 185 repræsentative guldfiskvarianter var gensekvens med en gennemsnitlig sekventeringsdybde på ca. 12,5X, hvilket genererede 4,3 terabaser af data.Fylogenetisk rekonstruktion og PCA-analyse bekræftede en tættere relation mellem almindelig guldfisk og karper end andre guldfisk, som sidstnævnte delte sig i to slægter.
LD-henfaldsanalyse på ovenstående fire subpopulationer understøttede eksistensen af en populationsgenetisk flaskehals under domesticeringen og stærk kunstig selektion i guldfisk.Stigende genetisk diversitet (π) fra karpe til almindelig guldfisk videre til Wen-guldfisk og ægguldfisk indikerede en betydelig ophobning af genetiske variationer under deres domesticering.50 selektive sweep genomiske regioner, der dækker 25,2 Mb og 946 gener, blev identificeret ud fra repræsentative data (33 guldfisk og 16 crucian crap).Ved at udvide analysen til 201 individer indikerede 393 gener regioner med fuldført selektiv sweep.Disse gener blev fundet af lav diversitet, som sandsynligvis er bidraget til de fænotyper, der er forbundet med store domesticeringsegenskaber hos guldfisk.
Fig. 3 Genom-dækkende domesticering-associeret analyse
GWAS på tamme guldfisk
Dmundfinne er en nøglefunktion, der adskiller Wen guldfisk fra ægguldfisk.GWAS af rygfinne på 96 Wen-guldfisk og 87 Æg-guldfisk afslørede 378 kandidatgener spredt over 13 kromosomer, og en ujævn fordeling af disse gener mellem subgenomer blev observeret.Funktionel analyse af disse kandidatgener fremhævede biologiske processer, herunder "Celleoverfladereceptorsignalering", "Transmembrantransport", "Skeletsystemudvikling" osv.
Fig.4 GWAS af rygfinne på tamme guldfisk
In GWAS af gennemsigtige skala-relaterede egenskaber blev der påvist en enkelt stærk associations-top.Et gen, der koder for en tyrosin-proteinkinasereceptor, blev identificeret i en af kandidatregionerne.
Fig. 5 GWAS af transparente skala-relaterede træk
Reference
Chen D et al.Den evolutionære oprindelse og domesticeringshistorie af guldfisk (Carassius auratus).PNAS (2020)
Nyheder sigter på at dele de seneste succesfulde cases med Biomarker Technologies, fange nye videnskabelige resultater såvel som fremtrædende teknikker anvendt under undersøgelsen.
Indlægstid: Jan-04-2022