გენომის ევოლუცია
PNAS
ოქროს თევზის ევოლუციური წარმოშობა და მოშინაურების ისტორია (Carassius auratus)
PacBio |ილუმინა |ბიონანოს გენომის რუკა |Hi-C გენომის ასამბლეა |გენეტიკური რუკა |GWAS |რნმ-სეკ
მაჩვენებლები
1. ოქროს თევზის გენომი განახლდა მაღალი ხარისხის ასამბლეის ვერსიით, კონტიგების 95,75% ამაგრებს 50 ფსევდოქრომოსომას (Scaffold N50=31,84 Mb).ორი ქვეგენომი დაიშალა.
2. მოშინაურების დროს სელექციური სპექტაკლების გენომიური რეგიონები გამოვლინდა 201 ინდივიდის ხელახალი თანმიმდევრული მონაცემებით, გამოავლინეს 390-ზე მეტი კანდიდატი გენი, რომლებიც, სავარაუდოდ, დაკავშირებულია მოშინაურების მახასიათებლებთან.
3. შინაური ოქროს თევზის ზურგის ფარფლზე GWAS გამოავლინა 378 კანდიდატი გენი, რომლებიც პოტენციურად ასოცირდებოდა.ტიროზინ-პროტეინ კინაზას მომხსენებელი იდენტიფიცირებული იყო, როგორც კანდიდატი მიზეზობრივი გენი, რომელიც დაკავშირებულია გამჭვირვალობასთან
ფონი
ოქროს თევზი (Carassius auratus) ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მეურნეობის თევზია, რომელიც ძველ ჩინეთში ჯვარცმული კობრისგან იყო მოშინაურებული.ჩარლზ დარვინმა მათ კომენტარი გააკეთა, როგორც "ფერების თითქმის უსაზღვრო მრავალფეროვნების გადალახვით, ჩვენ ვხვდებით სტრუქტურის ყველაზე უჩვეულო მოდიფიკაციას".უკიდურესად მრავალფეროვანი მახასიათებლები და მოშინაურებისა და გამრავლების ხანგრძლივი ისტორია ოქროს თევზს აქცევს თევზის ფიზიოლოგიისა და ევოლუციის შესანიშნავ გენეტიკური მოდელის სისტემას.
მიღწევები
ოქროს თევზის გენომი
JPacBio-სა და Illumina-ს წყვილის ბოლო თანმიმდევრობის მონაცემების მალამო ანალიზი იძლევა საწყის 1,657 გ-ის შედგენისას (Contig N50=474 Kb).Bionano-ს ოპტიკური რუკა შეიქმნა და შესწორებულია შეკრება 1,73 გბ ზომით (გენომის სავარაუდო ზომა: 1,8 გბ).Hi-C-ზე დაფუძნებული ასამბლეამ კიდევ უფრო გააუმჯობესა ხარაჩო N50 606 კბ-დან 31,84 მბ-მდე და მიაღწია 95,75% (1,65 გბ) ორიენტირებულ და მოწესრიგებულ დამაგრების სიჩქარეს.გენომი მოიცავს 56,251 კოდირებულ გენს და 10,098 გრძელ არაკოდირების ტრანსკრიპტს.უფრო მეტიც, 50 ქრომოსომიდან 38 პოტენციური ცენტრომერული რეგიონი იყო ნაწინასწარმეტყველები.
სურ.1 ოქროს თევზის გენომი
Tქვეგენომების wo მკაფიო კომპლექტი გამოვლინდა ოქროს თევზის 50 ქრომოსომაში, რომლებიც წარმოიშვა უძველესი ჰიბრიდიზაციის მოვლენის შედეგად.ქრომოსომების კომპლექტი წაკითხვის უფრო მაღალი პროპორციით, გასწორებული ოქროს თევზსა და ბარბინებს შორის, განისაზღვრა, როგორც ქვეგენომი A (ChrA01~A25), ანუ ქვეგენომი საერთო Barbinae-სთვის, ხოლო დარჩენილი ნაწილი, როგორც ქვეგენომი B (ChrB01~B25).
მოშინაურება და შერჩევითი წმენდა
Aსულ 16 ველური ტიპის ჯვარცმული კობრი და 185 წარმომადგენლობითი ოქროს თევზის ვარიანტი იყო თანმიმდევრობა საშუალო თანმიმდევრობის სიღრმით დაახლოებით 12.5X, რაც გამოიმუშავებს 4.3 ტერაბაზის მონაცემებს.ფილოგენეტიკური რეკონსტრუქცია და PCA ანალიზმა დაადასტურა უფრო მჭიდრო კავშირი ჩვეულებრივ ოქროს თევზსა და ჯვარცმული კობრს შორის, ვიდრე სხვა ოქროს თევზები, რომლებიც ეს უკანასკნელი იყოფა ორ ხაზად.
LD დაშლის ანალიზმა ზემოაღნიშნულ ოთხ ქვეპოპულაციაზე დაადასტურა პოპულაციის გენეტიკური საცობის არსებობა მოშინაურების დროს და ოქროს თევზებში ძლიერი ხელოვნური სელექციის დროს.მზარდი გენეტიკური მრავალფეროვნება (π) ჯვარცმული კობრიდან ჩვეულებრივი ოქროს თევზებამდე, შემდეგ Wen ოქროს თევზსა და კვერცხის ოქროს თევზებამდე მიუთითებს გენეტიკური ვარიაციების მნიშვნელოვან დაგროვებაზე მათი მოშინაურების დროს.წარმომადგენლობითი მონაცემებით იდენტიფიცირებული იყო 50 შერჩევითი გაწმენდის გენომიური რეგიონი, რომელიც მოიცავს 25,2 მბ და 946 გენს (33 ოქროს თევზი და 16 ჯვარცმის ჯირკვალი).ანალიზის გაფართოებით 201 ინდივიდზე, 393 გენი მიუთითებდა დასრულებული სელექციური წმენდის რეგიონებზე.ეს გენები აღმოჩნდა დაბალი მრავალფეროვნებით, რაც, სავარაუდოდ, ხელს უწყობს ოქროს თევზის მოშინაურების ძირითად მახასიათებლებთან დაკავშირებულ ფენოტიპებს.
ნახ.3 გენომის მასშტაბით მოშინაურებასთან ასოცირებული ანალიზი
GWAS მოშინაურებულ ოქროს თევზზე
Dპირის ღრუს ფარფლი არის მთავარი მახასიათებელი, რომელიც განასხვავებს Wen ოქროს თევზს კვერცხის ოქროს თევზისგან.ზურგის ფარფლის GWAS 96 Wen ოქროს თევზსა და 87 კვერცხის ოქროს თევზზე გამოავლინა 378 კანდიდატი გენი, რომლებიც გავრცელდა 13 ქრომოსომაზე და დაფიქსირდა ამ გენების არათანაბარი განაწილება ქვეგენომებს შორის.ამ კანდიდატ გენებზე ფუნქციური ანალიზი ხაზს უსვამს ბიოლოგიურ პროცესებს, მათ შორის „უჯრედის ზედაპირის რეცეპტორების სიგნალიზაცია“, „ტრანსმემბრანული ტრანსპორტირება“, „ჩონჩხის სისტემის განვითარება“ და ა.შ.
ნახ.4 ზურგის ფარფლის GWAS შინაურ ოქროს თევზზე
In გამჭვირვალე მასშტაბთან დაკავშირებული ნიშან-თვისებების GWAS, გამოვლინდა ერთი ძლიერი ასოციაციის პიკი.ერთ-ერთ კანდიდატ რეგიონში იდენტიფიცირებული იყო გენი, რომელიც აკოდირებს ტიროზინ-პროტეინ-კინაზას რეცეპტორს.
ნახ.5 გამჭვირვალე მასშტაბთან დაკავშირებული ნიშნების GWAS
მითითება
Cქათამი D და სხვ.ოქროს თევზის ევოლუციური წარმოშობა და მოშინაურების ისტორია (Carassius auratus).PNAS (2020)
სიახლეები მიზნად ისახავს Biomarker Technologies-თან უახლესი წარმატებული შემთხვევების გაზიარებას, ახალი სამეცნიერო მიღწევების და ასევე კვლევის დროს გამოყენებული გამორჩეული ტექნიკის აღბეჭდვას.
გამოქვეყნების დრო: იან-04-2022