EVOLUSI GENOME
PNAS
Asal Usul Evolusi dan Sejarah Domestikasi Ikan Mas (Carassius auratus)
PacBio |Menerangi |Peta Genom Bionano |Perakitan Genom Hi-C |Peta Genetik |GWAS |RNA-Seq
Highlight
1. Genom ikan mas telah diperbarui dengan versi perakitan berkualitas tinggi, menyatukan 95,75% contig ke dalam 50 pseudokromosom (Scaffold N50=31,84 Mb).Dua subgenom diurai.
2. Wilayah genom dari sapuan selektif selama domestikasi diidentifikasi dari data pengurutan ulang 201 individu, yang mengungkap lebih dari 390 kandidat gen yang kemungkinan terkait dengan sifat-sifat domestikasi.
3.GWAS pada sirip punggung ikan mas peliharaan menunjukkan 378 kandidat gen yang berpotensi berasosiasi.Seorang reporter tirosin-protein kinase diidentifikasi sebagai kandidat gen penyebab yang terkait dengan transparansi
Latar belakang
Ikan mas (Carassius auratus) adalah salah satu ikan budidaya terpenting, yang didomestikasi dari ikan mas crucian di Tiongkok kuno.Mereka dikomentari oleh Charles Darwin sebagai “Melewati keragaman warna yang hampir tak terbatas, kita bertemu dengan modifikasi struktur yang paling luar biasa”.Ciri-ciri yang sangat beragam dan sejarah panjang domestikasi dan pembiakan menjadikan ikan mas sebagai sistem model genetik yang sangat baik untuk fisiologi dan evolusi ikan.
Prestasi
Genom ikan mas
Janalisis titik data pengurutan ujung berpasangan PacBio dan Illumina menghasilkan rancangan perakitan awal 1,657 G (Contig N50=474 Kb).Peta optik Bionano dibuat dan dikoreksi perakitannya menjadi berukuran 1,73 Gb (Perkiraan ukuran genom: 1,8 Gb).Perakitan berbasis Hi-C semakin meningkatkan perancah N50 dari 606 Kb menjadi 31,84 Mb dan mencapai tingkat penahan yang berorientasi dan tertata sebesar 95,75% (1,65 Gb).Genomnya terdiri dari 56.251 gen pengkode dan 10.098 transkrip non-pengkode yang panjangnya.Selain itu, 38 daerah sentromer potensial diperkirakan dari 50 kromosom.
Gambar.1 Genom Ikan Emas
TDua set subgenom yang jelas telah diidentifikasi dalam 50 kromosom ikan mas yang dihasilkan dari peristiwa hibridisasi purba.Kumpulan kromosom dengan proporsi pembacaan yang lebih tinggi yang selaras antara ikan mas dan Barbinae didefinisikan sebagai subgenom A (ChrA01~A25), yaitu subgenom yang umum untuk Barbinae, dan sisanya sebagai subgenom B (ChrB01~B25).
Domestikasi dan penyisiran selektif
Atotal 16 ikan mas crucian tipe liar dan 185 varian ikan mas yang representatif diurutkan ulang dengan kedalaman pengurutan rata-rata sekitar 12,5X, menghasilkan data 4,3 terabase.Rekonstruksi filogenetik dan analisis PCA mengkonfirmasi hubungan yang lebih dekat antara ikan mas biasa dan ikan mas crucian dibandingkan ikan mas lainnya, yang kemudian terbagi menjadi dua garis keturunan.
LAnalisis pembusukan D pada empat subpopulasi di atas mendukung adanya hambatan genetik populasi selama domestikasi dan seleksi buatan yang kuat pada ikan mas.Meningkatnya keragaman genetik (π) dari ikan mas crucian ke ikan mas biasa dan ikan mas Wen dan ikan mas telur menunjukkan adanya akumulasi variasi genetik yang signifikan selama domestikasinya.50 wilayah genom sapuan selektif yang mencakup 25,2 Mb dan 946 gen diidentifikasi dari data yang representatif (33 ikan mas dan 16 ikan mas crucian).Memperluas analisis ke 201 individu, 393 gen menunjukkan wilayah sapuan selektif yang lengkap.Gen-gen ini ditemukan memiliki keanekaragaman yang rendah, yang kemungkinan besar berkontribusi pada fenotipe yang terkait dengan sifat-sifat domestikasi utama pada ikan mas.
Gambar.3 Analisis terkait domestikasi seluruh genom
GWAS pada ikan mas peliharaan
DSirip punggung merupakan ciri utama yang membedakan ikan mas Wen dengan ikan mas telur.GWAS sirip punggung pada ikan mas 96 Wen dan ikan mas 87 Telur mengungkapkan 378 kandidat gen yang tersebar di 13 kromosom dan distribusi gen yang tidak merata antar subgenom diamati.Analisis fungsional pada kandidat gen ini menyoroti proses biologis termasuk “Sinyal reseptor permukaan sel”, “Transportasi transmembran”, “Pengembangan sistem kerangka”, dll.
Gambar 4 GWAS sirip punggung pada ikan mas peliharaan
In GWAS dari sifat-sifat terkait skala transparan, terdeteksi satu puncak hubungan yang kuat.Sebuah gen yang mengkode reseptor tirosin-protein kinase diidentifikasi di salah satu daerah kandidat.
Gbr.5 GWAS sifat terkait skala transparan
Referensi
Chen D dkk.Asal usul evolusi dan sejarah domestikasi ikan mas (Carassius auratus).PNAS (2020)
Berita bertujuan untuk berbagi kasus-kasus sukses terbaru dengan Biomarker Technologies, menangkap pencapaian ilmiah baru serta teknik-teknik terkemuka yang diterapkan selama penelitian.
Waktu posting: 04 Januari 2022