ЭВОЛЮЦИЯ ГЕНОМА
ПНАС
Эволюционное происхождение и история одомашнивания золотой рыбки (Carassius auratus)
ПакБио |Иллюмина |Карта генома Бионано |Сборка генома Hi-C |Генетическая карта |ГВАС |РНК-Seq
Основные моменты
1. Геном золотой рыбки был обновлен высококачественной сборочной версией, закрепившей 95,75% контигов в 50 псевдохромосомах (Scaffold N50=31,84 Мб).Два субгенома были распутаны.
2. Геномные области выборочных исследований во время одомашнивания были идентифицированы на основе данных повторного секвенирования 201 человека, в результате чего было выявлено более 390 генов-кандидатов, которые, вероятно, связаны с признаками одомашнивания.
3. GWAS на спинном плавнике одомашненной золотой рыбки выявил 378 генов-кандидатов, которые потенциально ассоциированы.Репортер тирозин-протеинкиназы был идентифицирован как кандидатный причинный ген, связанный с прозрачностью.
Фон
Золотая рыбка (Carassius auratus) — одна из самых важных выращиваемых рыб, которая была выведена из карася в древнем Китае.Чарльз Дарвин так прокомментировал их: «Не обращая внимания на почти бесконечное разнообразие цветов, мы встречаемся с самыми необычайными модификациями структуры».Чрезвычайно разнообразные особенности и долгая история одомашнивания и разведения делают золотую рыбку превосходной генетической модельной системой для физиологии и эволюции рыб.
Достижения
Геном золотой рыбки
JСовместный анализ данных парного секвенирования PacBio и Illumina дает исходную черновую сборку размером 1,657 G (Contig N50 = 474 Кб).Оптическая карта Bionano была создана и исправлена до размера сборки 1,73 ГБ (оценочный размер генома: 1,8 ГБ).Сборка на основе Hi-C еще больше увеличила размер каркаса N50 с 606 КБ до 31,84 МБ и достигла 95,75% (1,65 ГБ) ориентированной и упорядоченной скорости привязки.Геном включает 56 251 кодирующий ген и 10 098 длинных некодирующих транскриптов.Более того, из 50 хромосом было предсказано 38 потенциальных центромерных регионов.
Рис.1 Геном золотой рыбки
TВ 50 хромосомах золотой рыбки были идентифицированы два четких набора субгеномов, возникших в результате древней гибридизации.Набор хромосом с более высокой долей ридов, совпадающих между золотыми рыбками и Barbinae, был определен как субгеном A (ChrA01~A25), т.е. субгеном, общий для Barbinae, а остальные - как субгеном B (ChrB01~B25).
Одомашнивание и выборочные зачистки
AВ общей сложности 16 карасей дикого типа и 185 репрезентативных вариантов золотых рыбок были подвергнуты повторному секвенированию со средней глубиной секвенирования примерно 12,5X, что позволило получить 4,3 терабазы данных.Филогенетическая реконструкция и анализ PCA подтвердили более тесную связь между обыкновенной золотой рыбкой и карасем, чем между другими золотыми рыбками, которые разделились на две линии.
LАнализ D-распада в четырех вышеперечисленных субпопуляциях подтвердил существование популяционного генетического узкого места во время одомашнивания и сильного искусственного отбора у золотых рыбок.Увеличение генетического разнообразия (π) от карася до обыкновенной золотой рыбки, а затем до золотой рыбки Вэнь и золотой рыбки-яйца, указывает на значительное накопление генетических вариаций во время их одомашнивания.По репрезентативным данным (33 золотых рыбки и 16 карасей) идентифицировано 50 выборочных геномных участков, охватывающих 25,2 Мб и 946 генов.При расширении анализа до 201 человека выяснилось, что 393 гена указывают на области завершенной выборочной проверки.Было обнаружено, что эти гены имеют низкое разнообразие, что, вероятно, способствует фенотипам, связанным с основными признаками одомашнивания золотых рыбок.
Рис.3 Полногеномный анализ, связанный с приручением
GWAS на домашних золотых рыбках
DСпинной плавник - ключевая особенность, отличающая золотую рыбку Вэнь от золотой рыбки-яйца.GWAS спинного плавника золотой рыбки 96 Wen и золотой рыбки 87 Egg выявил 378 генов-кандидатов, распределенных по 13 хромосомам, и наблюдалось неравномерное распределение этих генов между субгеномами.Функциональный анализ этих генов-кандидатов выявил биологические процессы, включая «передачу сигналов рецепторов клеточной поверхности», «трансмембранный транспорт», «развитие скелетной системы» и т. д.
Рис.4 GWAS спинного плавника одомашненной золотой рыбки.
IВ GWAS прозрачных признаков, связанных с масштабом, был обнаружен один сильный пик ассоциации.В одном из регионов-кандидатов был идентифицирован ген, кодирующий рецептор тирозинпротеинкиназы.
Рис.5 GWAS прозрачных признаков, связанных с масштабом
Ссылка
CХен Д и др.Эволюционное происхождение и история одомашнивания золотой рыбки (Carassius auratus).ПНАС (2020)
Новости цель – поделиться последними успешными случаями с Biomarker Technologies, фиксируя новые научные достижения, а также выдающиеся методы, примененные в ходе исследования.
Время публикации: 04 января 2022 г.