EVOLÚCIA GÉNU
PNAS
Evolučný pôvod a história domestikácie zlatej rybky (Carassius auratus)
PacBio |Illumina |Mapa genómu Bionano |Hi-C Genome Assembly |Genetická mapa |GWAS |RNA-Seq
Zvýraznenie
1. Genóm zlatej rybky bol aktualizovaný kvalitnou montážnou verziou, ktorá ukotvila 95,75 % kontigov do 50 pseudochromozómov (Scaffold N50=31,84 Mb).Dva subgenómy boli oddelené.
2. Genomické oblasti selektívnych sweepov počas domestikácie boli identifikované z údajov o resekvenovaní 201 jedincov, ktoré odhalili viac ako 390 kandidátskych génov, ktoré sú pravdepodobne spojené so znakmi domestikácie.
3.GWAS na chrbtovej plutve u domestikovaných zlatých rybiek odhalil 378 kandidátskych génov, ktoré sa potenciálne spájali.Reportér tyrozín-proteínkinázy bol identifikovaný ako kandidátsky kauzálny gén spojený s transparentnosťou
Pozadie
Zlatá rybka (Carassius auratus) je jednou z najvýznamnejších chovaných rýb, ktoré boli domestikované z karasov v starovekej Číne.Charles Darwin ich komentoval ako „Prechádzajúc takmer nekonečnou rozmanitosťou farieb, stretávame sa s najmimoriadnejšími modifikáciami štruktúry“.Extrémne rozmanité vlastnosti a dlhá história domestikácie a šľachtenia robia zo zlatých rybiek vynikajúci genetický modelový systém pre fyziológiu a evolúciu rýb.
Úspechy
Genóm zlatej rybky
Jmastná analýza údajov zo sekvenovania párového konca PacBio a Illumina poskytla počiatočnú zostavu návrhu 1,657 G (Contig N50=474 Kb).Vytvorila sa optická mapa Bionano a opravila sa zostava na veľkosť 1,73 Gb (odhadovaná veľkosť genómu: 1,8 Gb).Zostava založená na Hi-C ďalej zlepšila lešenie N50 zo 606 Kb na 31,84 Mb a dosiahla 95,75 % (1,65 Gb) orientovaného a usporiadaného ukotvenia.Genóm obsahuje 56 251 kódujúcich génov a 10 098 dlhých nekódujúcich transkriptov.Okrem toho bolo predpovedaných 38 potenciálnych centromerických oblastí z 50 chromozómov.
Obr.1 Genóm zlatej ryby
TV 50 chromozómoch zlatých rybiek boli identifikované dve jasné sady subgenómov, ktoré boli výsledkom starodávnej hybridizácie.Súbor chromozómov s vyšším podielom čítaní zoradených medzi zlatú rybku a Barbinae bol definovaný ako subgenóm A (ChrA01~A25), tj subgenóm spoločný pre Barbinae, a zvyšok ako subgenóm B (ChrB01~B25).
Domestikácia a selektívne zametanie
Acelkovo 16 divokých karasov a 185 reprezentatívnych variantov zlatých rybiek bolo resekvencovaných s priemernou hĺbkou sekvenovania približne 12,5X, čím sa vygenerovalo 4,3 terabáz údajov.Fylogenetická rekonštrukcia a PCA analýza potvrdili užší vzťah medzi zlatou rybkou a karasom ako ostatné zlaté rybky, ktoré sa delili na dve línie.
LD analýza rozpadu na vyššie uvedených štyroch subpopuláciách podporila existenciu populačného genetického prekážku počas domestikácie a silného umelého výberu u zlatých rybiek.Zvyšujúca sa genetická diverzita (π) od karasa po obyčajnú zlatú rybku až po zlatú rybku Wen a zlatú rybku Egg naznačila významnú akumuláciu genetických variácií počas ich domestikácie.Z reprezentatívnych údajov bolo identifikovaných 50 selektívnych sweep genómových oblastí pokrývajúcich 25,2 Mb a 946 génov (33 zlatých rybiek a 16 karasových svinstiev).Rozširujúc analýzu na 201 jedincov, 393 génov indikovalo oblasti dokončeného selektívneho zametania.Zistilo sa, že tieto gény majú nízku rozmanitosť, čo pravdepodobne prispieva k fenotypom spojeným s hlavnými domestikačnými znakmi zlatých rybiek.
Obr. 3 Analýza súvisiaca s domestikáciou celého genómu
GWAS na domestikovaných zlatých rybkách
Dorálna plutva je kľúčovým znakom, ktorý odlišuje zlatú rybku Wen od zlatej rybky Egg.GWAS chrbtovej plutvy na zlatej rybke 96 Wen a zlatej rybke 87 vajec odhalila 378 kandidátskych génov rozšírených na 13 chromozómoch a pozorovala sa nerovnomerná distribúcia týchto génov medzi subgenómami.Funkčná analýza týchto kandidátskych génov zdôraznila biologické procesy vrátane „signalizácie bunkového povrchového receptora“, „transmembránového transportu“, „vývoja kostrového systému“ atď.
Obr.4 GWAS chrbtovej plutvy na domestikovanej zlatej rybke
In GWAS s transparentnými znakmi súvisiacimi so stupnicou sa zistil jeden silný asociačný vrchol.V jednej z kandidátskych oblastí bol identifikovaný gén kódujúci receptor tyrozín-proteínkinázy.
Obr.5 GWAS transparentných znakov súvisiacich so šupinami
Odkaz
Csliepka D a spol.Evolučný pôvod a história domestikácie zlatej rybky (Carassius auratus).PNAS (2020)
Správy sa zameriava na zdieľanie najnovších úspešných prípadov s Biomarker Technologies, zachytávanie nových vedeckých úspechov, ako aj významných techník použitých počas štúdie.
Čas odoslania: Jan-04-2022