GENOMEVOLUSJON
PNAS
Den evolusjonære opprinnelsen og domestiseringshistorien til gullfisk (Carassius auratus)
PacBio |Illumina |Bionano Genome Kart |Hi-C Genome Assembly |Genetisk kart |GWAS |RNA-Sekv
Høydepunkter
1.Gullfisk-genomet ble oppdatert med en monteringsversjon av høy kvalitet, forankret 95,75 % av contigs i 50 pseudokromosomer (Scaffold N50=31,84 Mb).To subgenomer ble løst fra hverandre.
2. Genomiske regioner med selektive sveip under domestisering ble identifisert fra re-sekvensering av data fra 201 individer, og avduket over 390 kandidatgener som sannsynligvis er assosiert med domestiseringstrekk.
3.GWAS på ryggfinne hos tamme gullfisk avslørte 378 kandidatgener som potensielt assosieres.En tyrosin-proteinkinase-reporter ble identifisert som et kandidat-årsaksgen assosiert med transparens
Bakgrunn
Gullfisk (Carassius auratus) er en av de viktigste oppdrettsfiskene, som ble temmet fra karpe i det gamle Kina.De ble kommentert av Charles Darwin som "Ved å gå forbi et nesten uendelig mangfold av farger, møter vi de mest ekstraordinære modifikasjoner av strukturen".Ekstremt forskjellige egenskaper og lang historie med domestisering og avl gjør gullfisk til et utmerket genetisk modellsystem for fiskens fysiologi og evolusjon.
Prestasjoner
Gullfisk genom
Joint analyse av PacBio og Illumina pair-end sekvenseringsdata gir en innledende 1.657 G utkastsammenstilling (Contig N50=474 Kb).Bionano optisk kart ble generert og korrigert sammenstillingen til 1,73 Gb i størrelse (estimert genomstørrelse: 1,8 Gb).Hi-C-basert sammenstilling forbedret stillaset N50 ytterligere fra 606 Kb til 31,84 Mb og oppnådde 95,75 % (1,65 Gb) orientert og ordnet forankringshastighet.Genomet omfatter 56 251 kodende gener og 10 098 lange ikke-kodende transkripsjoner.Dessuten ble 38 potensielle sentromere regioner spådd av 50 kromosomer.
Fig.1 Gullfisk Genom
Tto klare sett med subgenomer ble identifisert i de 50 gullfiskkromosomene som var et resultat av en eldgammel hybridiseringshendelse.Settet av kromosomer med høyere andel avlesninger på linje mellom gullfisk og Barbinae ble definert som subgenom A (ChrA01~A25), dvs. subgenom felles for Barbinae, og restene som subgenom B (ChrB01~B25).
Domestisering og selektive sveip
Atotalt 16 villtype karper og 185 representative gullfiskvarianter ble gjensekvens med en gjennomsnittlig sekvenseringsdybde på omtrent 12,5X, og genererte 4,3 terabaser med data.Fylogenetisk rekonstruksjon og PCA-analyse bekreftet en nærmere relasjon mellom vanlig gullfisk og karpe enn andre gullfisker, som sistnevnte delte inn i to avstamninger.
LD-forfallsanalyse på over fire underpopulasjoner støttet eksistensen av en populasjonsgenetisk flaskehals under domestiseringen og sterk kunstig seleksjon hos gullfisk.Økende genetisk mangfold (π) fra karpe til vanlig gullfisk videre til Wen gullfisk og egg gullfisk indikerte en betydelig akkumulering av genetiske variasjoner under domestiseringen.50 selektive sweep genomiske regioner som dekker 25,2 Mb og 946 gener ble identifisert fra representative data (33 gullfisker og 16 crucian crap).Ved å utvide analysen til 201 individer, indikerte 393 gener regioner med fullført selektiv sveip.Disse genene ble funnet av lavt mangfold, som sannsynligvis har bidratt til fenotypene assosiert med viktige domestiseringsegenskaper hos gullfisk.
Fig.3 Genomomfattende domestiseringsassosiert analyse
GWAS på tamme gullfisk
Dmunnfinne er en nøkkelfunksjon som skiller Wen gullfisk fra egg gullfisk.GWAS av ryggfinne på 96 Wen-gullfisk og 87 Egg-gullfisk avslørte 378 kandidatgener spredt over 13 kromosomer og en ujevn fordeling av disse genene mellom subgenomene ble observert.Funksjonell analyse av disse kandidatgenene fremhevet biologiske prosesser inkludert "Celleoverflatereseptorsignalering", "Transmembrantransport", "Skjelettsystemutvikling", etc.
Fig.4 GWAS av ryggfinne på tamme gullfisk
In GWAS av transparente skala-relaterte egenskaper, ble en enkelt sterk assosiasjonstopp påvist.Et gen som koder for en tyrosin-proteinkinasereseptor ble identifisert i en av kandidatregionene.
Fig. 5 GWAS av transparente skala-relaterte egenskaper
Henvisning
Chen D et al.Den evolusjonære opprinnelsen og domestiseringshistorien til gullfisk (Carassius auratus).PNAS (2020)
Nyheter har som mål å dele de siste vellykkede tilfellene med Biomarker Technologies, fange nye vitenskapelige prestasjoner samt fremtredende teknikker brukt under studien.
Innleggstid: Jan-04-2022