ԳԵՆՈՄԻ ԷՎՈԼՈՒՑԻԱ
PNAS
Ոսկե ձկների էվոլյուցիոն ծագումը և ընտելացման պատմությունը (Carassius auratus)
PacBio |Illumina |Բիոնանոյի գենոմի քարտեզ |Hi-C գենոմի հավաքում |Գենետիկական քարտեզ |GWAS |ՌՆԹ-հաջ
Առանձնահատկություններ
1. Ոսկե ձկնիկի գենոմը թարմացվել է բարձրորակ մոնտաժային տարբերակով՝ խարսխելով կոնտիգների 95,75%-ը 50 կեղծքրոմոսոմների մեջ (Scaffold N50=31,84 Մբ):Երկու ենթագենոմներ անջատվեցին:
2. Ընտելացման ընթացքում ընտրովի մաքրման գենոմային շրջանները բացահայտվել են 201 անհատների կրկնվող տվյալների հիման վրա՝ բացահայտելով ավելի քան 390 թեկնածու գեներ, որոնք, հավանաբար, կապված են ընտելացման հատկությունների հետ:
3. Ընտելացված ոսկե ձկների մեջքի լողակի վրա GWAS-ը բացահայտեց 378 թեկնածու գեն, որոնք պոտենցիալ կապված են:Թիրոզին-պրոտեին-կինազի ռեպորտաժը բացահայտվել է որպես թափանցիկության հետ կապված թեկնածու պատճառական գեն
Նախապատմություն
Ոսկե ձկնիկը (Carassius auratus) մշակվող ամենակարևոր ձկներից է, որը ընտելացրել են հին Չինաստանում կարասից:Դրանք Չարլզ Դարվինը մեկնաբանել է որպես «Անցնելով գունային գրեթե անսահման բազմազանության՝ մենք հանդիպում ենք կառուցվածքի ամենաարտասովոր փոփոխություններին»:Չափազանց բազմազան առանձնահատկությունները և ընտելացման և բազմացման երկար պատմությունը ոսկե ձկնիկը դարձնում են հիանալի գենետիկ մոդել ձկների ֆիզիոլոգիայի և էվոլյուցիայի համար:
Ձեռքբերումներ
Ոսկե ձկան գենոմը
JPacBio-ի և Illumina-ի զույգ վերջի հաջորդականության տվյալների քսուքի վերլուծությունը տալիս է նախնական 1,657 Գ-ի նախագիծ (Contig N50=474 Kb):Բիոնանոյի օպտիկական քարտեզը ստեղծվել է և շտկվել է 1,73 Գբ չափի (գենոմի գնահատված չափը՝ 1,8 Գբ):Hi-C-ի վրա հիմնված հավաքը հետագայում բարելավեց փայտամած N50-ը 606 Կբ-ից մինչև 31,84 Մբ և հասավ 95,75% (1,65 Գբ) կողմնորոշված և պատվիրված խարսխման արագության:Գենոմը ներառում է 56251 կոդավորող գեն և 10098 երկար ոչ կոդավորող տառադարձում։Ավելին, 50 քրոմոսոմներից կանխատեսվել են 38 պոտենցիալ ցենտրոմերային շրջաններ։
Նկ.1 Ոսկե ձկան գենոմը
T50 ոսկե ձկնիկի քրոմոսոմներում հայտնաբերվել են ենթագենոմների հստակ խմբեր, որոնք առաջացել են հիբրիդացման հնագույն իրադարձության արդյունքում:Ոսկե ձկների և Barbinae-ի միջև ընթերցումների ավելի մեծ հարաբերակցությամբ քրոմոսոմների հավաքածուն սահմանվել է որպես ենթագենոմ A (ChrA01~A25), այսինքն՝ Barbinae-ի համար ընդհանուր ենթագենոմ, իսկ մնացորդները որպես ենթագենոմ B (ChrB01~B25):
Կենցաղային և ընտրովի ավլումներ
AԸնդհանուր 16 վայրի տիպի կարաս և ոսկե ձկնկի 185 ներկայացուցչական տարբերակներ հաջորդականություն էին մոտավորապես 12,5X միջին հաջորդականության խորությամբ՝ ստեղծելով 4,3 տերաբազ տվյալների:Ֆիլոգենետիկ վերակառուցումը և PCA վերլուծությունը հաստատեցին սովորական ոսկե ձկնիկի և կարասի միջև ավելի սերտ կապը, քան մյուս ոսկե ձկները, որոնք վերջիններս բաժանվեցին երկու տոհմերի:
LՎերոհիշյալ չորս ենթապոպուլյացիաների քայքայման վերլուծությունը հաստատեց ընտելացման և ոսկե ձկների ուժեղ արհեստական սելեկցիայի ընթացքում պոպուլյացիայի գենետիկ խցանման առկայությունը:Աճող գենետիկական բազմազանությունը (π) խաչաձև կարպից մինչև սովորական ոսկե ձկնիկ, այնուհետև Wen-ի և ձվի ոսկե ձկնիկը ցույց տվեց գենետիկական տատանումների զգալի կուտակում նրանց ընտելացման ընթացքում:25,2 Մբ և 946 գեներ պարունակող 50 ընտրովի մաքրման գենոմային շրջաններ բացահայտվել են ներկայացուցչական տվյալների հիման վրա (33 ոսկե ձկնիկ և 16 խաչաձուկ խոզուկ):Ընդլայնելով վերլուծությունը 201 անհատների վրա, 393 գեն ցույց տվեցին ավարտված ընտրովի մաքրման շրջանները:Այս գեները հայտնաբերվել են ցածր բազմազանությամբ, որոնք, հավանաբար, նպաստում են ոսկե ձկների ընտելացման հիմնական հատկանիշների հետ կապված ֆենոտիպերին:
Նկ.3 Գենոմի ամբողջ ընտելացման հետ կապված վերլուծություն
GWAS ընտելացված ոսկե ձկների վրա
Dբերանի լողակը հիմնական հատկանիշն է, որը տարբերում է Wen ոսկե ձկնիկը ձվի ոսկե ձկնիկից:96 Wen ոսկե ձկնիկի և 87 ձվի ոսկե ձկնիկի վրա թիկունքային լողակի GWAS-ը բացահայտեց 378 թեկնածու գեներ, որոնք տարածված էին 13 քրոմոսոմների վրա, և նկատվեց այդ գեների անհավասար բաշխում ենթագենոմների միջև:Այս թեկնածու գեների ֆունկցիոնալ վերլուծությունը ընդգծեց կենսաբանական գործընթացները, ներառյալ «Բջջային մակերեսի ընկալիչների ազդանշանը», «Տրանսմեմբրանային փոխադրումը», «Կմախքային համակարգի զարգացումը» և այլն:
Նկ.4 Մեջքային լողակի GWAS ընտանի ոսկե ձկների վրա
In թափանցիկ մասշտաբի հետ կապված հատկանիշների GWAS-ը հայտնաբերվեց մեկ ուժեղ ասոցիացիայի գագաթնակետ:Թեկնածու շրջաններից մեկում հայտնաբերվել է թիրոզին-պրոտեին-կինազային ընկալիչ կոդավորող գեն:
Նկ.5 թափանցիկ մասշտաբի հետ կապված հատկանիշների GWAS
Հղում
Chen D et al.Ոսկե ձկների էվոլյուցիոն ծագումը և ընտելացման պատմությունը (Carassius auratus).PNAS (2020)
Նորություններ նպատակն է կիսել վերջին հաջողված դեպքերը Biomarker Technologies-ի հետ՝ ֆիքսելով նոր գիտական ձեռքբերումները, ինչպես նաև ուսումնասիրության ընթացքում կիրառվող նշանավոր տեխնիկան:
Հրապարակման ժամանակը՝ Հունվար-04-2022