GENOM EVOLÚCIÓ
PNAS
Az aranyhal (Carassius auratus) evolúciós eredete és háziasítási története
PacBio |Illumina |Bionano genom térkép |Hi-C Genome Assembly |Genetikai térkép |GWAS |RNS-Seq
Kiemelések
1. A Goldfish genomját egy kiváló minőségű összeszerelési verzióval frissítették, amely a kontigek 95,75%-át 50 pszeudokromoszómába rögzíti (Scaffold N50=31,84 Mb).Két szubgenomot szétválasztottak.
2. A háziasítás során a szelektív söpörések genomiális régióit 201 egyed újraszekvenálási adataiból azonosították, több mint 390 jelölt gént tártak fel, amelyek valószínűleg a háziasítási tulajdonságokkal kapcsolatosak.
3. A háziasított aranyhal hátúszóján a GWAS 378 jelölt gént mutatott ki, amelyek potenciálisan társultak.Egy tirozin-protein kináz riportert azonosítottak az átlátszósághoz kapcsolódó kauzális gén jelöltként
Háttér
Az aranyhal (Carassius auratus) az egyik legfontosabb tenyésztett hal, amelyet az ókori Kínában kárászból háziasítottak.Charles Darwin így kommentálta őket: „A színek szinte végtelen sokféleségén túllépve a szerkezet legkülönlegesebb módosításaival találkozunk”.A rendkívül változatos jellemzők, valamint a háziasítás és tenyésztés hosszú története miatt az aranyhal kiváló genetikai modellrendszer a halak fiziológiájában és evolúciójában.
Eredmények
Aranyhal genom
JA PacBio és Illumina párvégi szekvenálási adatok oint analízise 1,657 G kezdeti vázlatot eredményez (Contig N50=474 Kb).A Bionano optikai térképet létrehoztuk, és az összeállítást 1,73 Gb méretűre korrigáltuk (becsült genomméret: 1,8 Gb).A Hi-C alapú összeállítás tovább javította az N50 állványt 606 Kb-ról 31,84 Mb-ra, és 95,75%-os (1,65 Gb) orientált és rendezett rögzítési sebességet ért el.A genom 56 251 kódoló gént és 10 098 hosszú, nem kódoló transzkriptumot tartalmaz.Ezenkívül az 50 kromoszómából 38 potenciális centromer régiót jósoltak meg.
1. ábra Aranyhal genom
Tkét tiszta szubgenomkészletet azonosítottak az 50 aranyhal kromoszómában, amelyek egy ősi hibridizációs esemény eredményeként jöttek létre.Az aranyhal és a Barbinae között magasabb leolvasási arányú kromoszómák halmazát A szubgenomként (ChrA01~A25), azaz a Barbinae közös szubgenomjaként határoztuk meg, a fennmaradó részeket pedig B szubgenomként (ChrB01~B25).
Háziasítás és szelektív söprés
Aösszesen 16 vad típusú kárász és 185 reprezentatív aranyhal variáns volt reszekvencia körülbelül 12,5-szeres átlagos szekvenálási mélységgel, 4,3 terabázis adatot generálva.A filogenetikai rekonstrukció és a PCA analízis megerősítette, hogy a közönséges aranyhal és a kárász között szorosabb a kapcsolat, mint a többi aranyhal, amely utóbbi két vonalra oszlott.
LA fenti négy szubpopuláción végzett D bomlási elemzés alátámasztotta a populáció genetikai szűk keresztmetszete fennállását a háziasítás során és az erős mesterséges szelekciót aranyhalban.A genetikai diverzitás (π) növekedése a kárásztól a közönséges aranyhalig, tovább a Wen aranyhalig és az Egg aranyhalig, a genetikai változatok jelentős felhalmozódását jelezte háziasításuk során.Reprezentatív adatokból (33 aranyhal és 16 kárász) 50 szelektív sweep genomiális régiót azonosítottak, amelyek 25,2 Mb méretűek és 946 gént tartalmaznak.Az elemzést 201 személyre kiterjesztve 393 gén jelezte a befejezett szelektív sweep régiókat.Ezeket a géneket alacsony diverzitásúnak találták, amelyek valószínűleg hozzájárultak az aranyhalak fő háziasítási tulajdonságaihoz kapcsolódó fenotípusokhoz.
3. ábra A genomszintű háziasítással kapcsolatos elemzés
GWAS háziasított aranyhalon
DA szájúszó kulcsfontosságú jellemzője, amely megkülönbözteti a Wen aranyhalat az Egg aranyhaltól.A 96 Wen aranyhal és 87 Egg aranyhal hátúszójának GWAS vizsgálata 378 jelölt gént tárt fel 13 kromoszómán keresztül, és e gének egyenetlen eloszlását figyelték meg az algenomok között.Ezeknek a jelölt géneknek a funkcionális elemzése rávilágított olyan biológiai folyamatokra, mint a „sejtfelszíni receptor jelátvitel”, „transzmembrán transzport”, „csontrendszeri fejlődés” stb.
4. ábra A hátúszó GWAS-ja háziasított aranyhalon
In transzparens skálához kapcsolódó tulajdonságok GWAS-ja egyetlen erős asszociációs csúcsot mutatott ki.Az egyik jelölt régióban egy tirozin-protein kináz receptort kódoló gént azonosítottak.
5. ábra Átlátszó skálával kapcsolatos tulajdonságok GWAS-ja
Referencia
Ctyúk D et al.Az aranyhal (Carassius auratus) evolúciós eredete és háziasítási története.PNAS (2020)
hírek célja a legújabb sikeres esetek megosztása a Biomarker Technologies vállalattal, megörökítve az új tudományos eredményeket, valamint a tanulmány során alkalmazott kiemelkedő technikákat.
Feladás időpontja: 2022-04-04