GENOM EVRİMİ
PNAS
Japon balığının (Carassius auratus) evrimsel kökeni ve evcilleştirilme tarihi
PacBio |Illumina |Bionano Genom Haritası |Hi-C Genom Düzeneği |Genetik Harita |GWAS |RNA-Sırası
Öne Çıkanlar
1.Japon balığı genomu, kontiglerin %95,75'ini 50 psödokromozoma (Scaffold N50=31,84 Mb) sabitleyen yüksek kaliteli bir montaj versiyonuyla güncellendi.İki alt genom çözüldü.
2. Evcilleştirme sırasındaki seçici taramaların genomik bölgeleri, 201 bireyin yeniden dizileme verilerinden belirlendi ve evcilleştirme özellikleriyle muhtemelen ilişkili olan 390'dan fazla aday gen ortaya çıkarıldı.
Evcilleştirilmiş Japon balığının sırt yüzgecindeki 3.GWAS, potansiyel olarak ilişkili olan 378 aday gen ortaya çıkardı.Bir tirozin-protein kinaz raportörü, şeffaflıkla ilişkili aday nedensel gen olarak tanımlandı
Arka plan
Japon balığı (Carassius auratus), antik Çin'de havuz sazanlarından evcilleştirilen en önemli çiftlik balıklarından biridir.Bunlar Charles Darwin tarafından "Neredeyse sonsuz bir renk çeşitliliğinin üzerinden geçerek, en olağanüstü yapı değişiklikleriyle karşılaşıyoruz" şeklinde yorumlanmıştı.Son derece çeşitli özellikleri ve uzun evcilleştirme ve yetiştirme geçmişi, Japon balığını balık fizyolojisi ve evrimi için mükemmel bir genetik model sistemi haline getirmektedir.
Başarılar
Japon balığı genomu
JPacBio ve Illumina çift ucu sıralama verilerinin oint analizi, başlangıçta 1,657 G taslak düzeneği sağlar (Contig N50=474 Kb).Bionano optik haritası oluşturuldu ve düzeneğin boyutu 1,73 Gb olacak şekilde düzeltildi (Tahmini genom boyutu: 1,8 Gb).Hi-C tabanlı montaj, iskele N50'yi 606 Kb'den 31,84 Mb'ye daha da geliştirdi ve %95,75 (1,65 Gb) yönlendirilmiş ve düzenli sabitleme hızına ulaştı.Genom 56.251 kodlayıcı gen ve 10.098 uzun kodlayıcı olmayan transkriptten oluşur.Ayrıca 50 kromozomdan 38 potansiyel sentromerik bölge tahmin edildi.
Şekil 1 Japon balığı genomu
TEski bir hibridizasyon olayından kaynaklanan 50 Japon balığı kromozomunda iki net alt genom seti tanımlandı.Japon balığı ve Barbinae arasında hizalanan daha yüksek okuma oranına sahip kromozom seti, alt genom A (ChrA01~A25), yani Barbinae için ortak olan alt genom ve geri kalanlar, alt genom B (ChrB01~B25) olarak tanımlandı.
Evcilleştirme ve seçici taramalar
Atoplam 16 yabani tip havuz sazanı ve 185 temsili japon balığı varyantı, yaklaşık 12,5X ortalama sıralama derinliği ile yeniden dizilendi ve 4,3 terabazlık veri üretildi.Filogenetik yeniden yapılanma ve PCA analizi, sıradan Japon balığı ile turp sazanı arasında, iki soya ayrılan diğer akvaryum balıklarına göre daha yakın bir ilişki olduğunu doğruladı.
LDört alt popülasyonun üzerindeki D bozunma analizi, Japon balıklarında evcilleştirme sırasında popülasyon genetik darboğazının ve güçlü yapay seçilimin varlığını destekledi.Havuz sazandan sıradan Japon balıklarına, ayrıca Wen Japon balığı ve Yumurta Japon balığına kadar genetik çeşitliliğin (π) artması, bunların evcilleştirilmesi sırasında önemli bir genetik çeşitlilik birikiminin olduğunu gösterdi.Temsili verilerden (33 Japon balığı ve 16 havuz balığı) 25,2 Mb ve 946 geni kapsayan 50 seçici tarama genomik bölgesi tanımlandı.Analizi 201 kişiye genişleten 393 gen, tamamlanmış seçici tarama bölgelerini gösterdi.Bu genlerin çeşitliliğinin düşük olduğu bulundu ve bunlar muhtemelen Japon balıklarındaki başlıca evcilleştirme özellikleriyle ilişkili fenotiplere katkıda bulunuyor.
Şekil 3 Genom çapında evcilleştirmeyle ilişkili analiz
Evcilleştirilmiş Japon balığı üzerinde GWAS
DOrsal yüzgeç, Wen Japon balığını Yumurta Japon balığından ayıran önemli bir özelliktir.96 Wen Japon balığı ve 87 Yumurta Japon balığının sırt yüzgecinin GWAS'ı, 13 kromozoma yayılmış 378 aday gen ortaya çıkardı ve bu genlerin alt genomlar arasında eşit olmayan bir dağılımı gözlendi.Bu aday genler üzerindeki fonksiyonel analiz, "Hücre yüzeyi reseptör sinyallemesi", "Membranlar arası taşınma", "İskelet sistemi gelişimi" vb. gibi biyolojik süreçleri vurguladı.
Şekil 4 Evcil Japon balığının sırt yüzgecinin GWAS'ı
In Şeffaf ölçekle ilgili özelliklerin GWAS'sinde, tek bir güçlü ilişki zirvesi tespit edildi.Aday bölgelerden birinde bir tirozin-protein kinaz reseptörünü kodlayan bir gen tanımlandı.
Şekil 5 Şeffaf ölçekle ilgili özelliklerin GWAS'ı
Referans
Chen D ve ark.Japon balığının (Carassius auratus) evrimsel kökeni ve evcilleştirme tarihi.PNAS (2020)
Haberler Biomarker Technologies ile en son başarılı vakaları paylaşmayı, yeni bilimsel başarıların yanı sıra çalışma sırasında uygulanan öne çıkan teknikleri yakalamayı amaçlamaktadır.
Gönderim zamanı: Ocak-04-2022