GENOEM EVOLUTIE
PNAS
De evolutionaire oorsprong en domesticatiegeschiedenis van goudvissen (Carassius auratus)
PacBio |Illumina |Bionano-genoomkaart |Hi-C genoomassemblage |Genetische kaart |GWAS |RNA-Seq
Hoogtepunten
1. Het goudvisgenoom werd bijgewerkt met een hoogwaardige assemblageversie, waarbij 95,75% van de contigs in 50 pseudochromosomen werd verankerd (Scaffold N50 = 31,84 Mb).Twee subgenomen werden ontward.
2. Genomische regio's van selectieve sweeps tijdens domesticatie werden geïdentificeerd uit het opnieuw rangschikken van gegevens van 201 individuen, waarbij meer dan 390 kandidaatgenen werden onthuld die waarschijnlijk geassocieerd zijn met domesticatiekenmerken.
3.GWAS op de rugvin van gedomesticeerde goudvissen onthulde 378 kandidaatgenen die mogelijk geassocieerd zijn.Een tyrosine-eiwitkinasereporter werd geïdentificeerd als een kandidaat-causaal gen geassocieerd met transparantie
Achtergrond
Goudvis (Carassius auratus) is een van de belangrijkste gekweekte vissen, die in het oude China werden gedomesticeerd uit kroeskarpers.Ze werden door Charles Darwin becommentarieerd als "Als we een bijna oneindige diversiteit aan kleuren passeren, ontmoeten we de meest buitengewone structuurwijzigingen".Extreem uiteenlopende kenmerken en een lange geschiedenis van domesticatie en kweek maken goudvissen tot een uitstekend genetisch modelsysteem voor de fysiologie en evolutie van vissen.
Prestaties
Goudvis genoom
Jgezamenlijke analyse van PacBio en Illumina pair-end sequencing-gegevens levert een initiële 1,657 G draft-assemblage op (Contig N50 = 474 Kb).Er werd een optische Bionano-kaart gegenereerd en de assemblage gecorrigeerd tot een grootte van 1,73 Gb (geschatte genoomgrootte: 1,8 Gb).Op Hi-C gebaseerde assemblage verbeterde de steiger N50 verder van 606 Kb naar 31,84 Mb en bereikte een georiënteerde en geordende verankeringssnelheid van 95,75% (1,65 Gb).Het genoom omvat 56.251 coderende genen en 10.098 lange niet-coderende transcripten.Bovendien werden 38 potentiële centromere gebieden voorspeld uit 50 chromosomen.
Fig.1 Goudvisgenoom
TEr werden twee duidelijke sets subgenomen geïdentificeerd in de 50 goudvischromosomen die het resultaat waren van een oude hybridisatiegebeurtenis.De reeks chromosomen met een hoger percentage uitlezingen uitgelijnd tussen goudvissen en Barbinae werd gedefinieerd als subgenoom A (ChrA01 ~ A25), dwz het subgenoom dat Barbinae gemeen heeft, en de overigen als subgenoom B (ChrB01 ~ B25).
Domesticatie en selectieve sweeps
AIn totaal werden 16 wildtype kroeskarpers en 185 representatieve goudvisvarianten opnieuw gesequenced met een gemiddelde sequencing-diepte van ongeveer 12,5x, wat 4,3 terabases aan gegevens genereerde.Fylogenetische reconstructie en PCA-analyse bevestigden een nauwere relatie tussen gewone goudvissen en kroeskarpers dan andere goudvissen, die laatste in twee lijnen verdeelden.
LD-vervalanalyse van de bovengenoemde vier subpopulaties ondersteunde het bestaan van een genetisch knelpunt in de populatie tijdens de domesticatie en sterke kunstmatige selectie bij goudvissen.De toenemende genetische diversiteit (π) van kroeskarper tot gewone goudvis en tot Wen-goudvissen en ei-goudvissen duidde op een significante opeenstapeling van genetische variaties tijdens hun domesticatie.Uit representatieve gegevens werden 50 selectieve genomische regio's geïdentificeerd die 25,2 Mb en 946 genen bestrijken (33 goudvissen en 16 crucian-poep).Door de analyse uit te breiden naar 201 individuen, gaven 393 genen regio's aan van voltooide selectieve sweep.Deze genen bleken een lage diversiteit te hebben, wat waarschijnlijk heeft bijgedragen aan de fenotypes die geassocieerd zijn met belangrijke domesticatiekenmerken bij goudvissen.
Fig.3 Genoombrede domesticatie-geassocieerde analyse
GWAS op gedomesticeerde goudvissen
DDe orsale vin is een belangrijk kenmerk dat de Wen-goudvis onderscheidt van de Egg-goudvis.GWAS van de rugvin op 96 Wen-goudvissen en 87 Egg-goudvissen onthulde 378 kandidaat-genen verspreid over 13 chromosomen en er werd een ongelijke verdeling van deze genen tussen subgenomen waargenomen.Functionele analyse van deze kandidaatgenen bracht biologische processen aan het licht, waaronder ‘signalering van celoppervlakreceptoren’, ‘transmembraantransport’, ‘ontwikkeling van het skeletsysteem’, enz.
Fig.4 GWAS van de rugvin op gedomesticeerde goudvissen
In GWAS van transparante schaalgerelateerde kenmerken werd een enkele sterke associatiepiek gedetecteerd.In een van de kandidaatgebieden werd een gen geïdentificeerd dat codeert voor een tyrosine-eiwitkinasereceptor.
Fig.5 GWAS van transparante schaalgerelateerde eigenschappen
Referentie
Ckip D et al.De evolutionaire oorsprong en domesticatiegeschiedenis van goudvissen (Carassius auratus).PNAS (2020)
Nieuws heeft tot doel de nieuwste succesvolle cases te delen met Biomarker Technologies, waarbij nieuwe wetenschappelijke prestaties worden vastgelegd, evenals prominente technieken die tijdens het onderzoek worden toegepast.
Posttijd: 04-jan-2022