تطور الجينوم
pnas
الأصل التطوري وتاريخ تدجين الأسماك الذهبية (كاراسيوس آراتوس)
باكبيو | Illumina | بيونانو جينوم خريطة | HI-C Assembly | الخريطة الوراثية | gwas | RNA-seq
أبرز
1. تم تحديث جينوم Goldfish مع نسخة تجميع عالية الجودة ، مما يثبت 95.75 ٪ من contigs إلى 50 pseudochromosomes (سقالة N50 = 31.84 ميجا بايت). تم تفكيك اثنين من الجينوم الفرعية.
2. تم تحديد المناطق الجينية من عمليات المسح الانتقائية أثناء التدجين من استئصال بيانات 201 من الأفراد ، وكشف النقاب عن أكثر من 390 جينًا مرشحًا يرتبط على الأرجح بسمات التدجين.
3. غواس على الزعنفة الظهرية في السمك الذهبي المستأنسة كشفت 378 جين المرشح الذي يحتمل أن يرتبط. تم تحديد مراسل كيناز البروتين التيروزين كجين سببي مرشح مرتبط بالشفافية
خلفية
Goldfish (Carassius Auratus) هي واحدة من أهم الأسماك المستزرعة ، والتي تم تدجينها من Crucian Carp في الصين القديمة. تم التعليق من قبل تشارلز داروين على أنهم "يمرون على تنوع غير محدود تقريبًا ، نلتقي مع التعديلات الأكثر استثنائية للهيكل". ميزات متنوعة للغاية وتاريخ طويل من التدجين والتربية تجعل الأسماك الذهبية نظام نموذج وراثي ممتاز لعلم وظائف الأعضاء في الأسماك والتطور.
الإنجازات
جينوم السمك الذهبي
Jإن تحليل مرهم لبيانات تسلسل PACBIO و ILLUMINA يعطي تجميع أولي 1.657 جم التجميع (contig n50 = 474 kb). تم إنشاء الخريطة البصرية Bionano وتصحيح التجميع في حجم 1.73 جيجابايت (حجم الجينوم المقدر: 1.8 جيجابايت). أدى التجمع المستند إلى HI-C إلى تحسين سقالة N50 من 606 كيلو بايت إلى 31.84 ميغابايت وحقق 95.75 ٪ (1.65 جيجابايت) معدل ترسيخ ومرس. يشتمل الجينوم على 56251 جينًا ترميزًا و 10،098 نسخة طويلة غير مشفر. علاوة على ذلك ، تم التنبؤ بـ 38 منطقة مركزية محتملة من بين 50 كروموسومات.
الشكل 1 جينوم الأسماك الذهبية
Tتم التعرف على مجموعات واضحة من الجينوم الفرعية في كروموسومات الذهب الذهب 50 التي نتجت عن حدث التهجين القديم. تم تعريف مجموعة الكروموسومات ذات نسبة أعلى من القراءات المحاذاة بين السمك الذهبي والباربينا على أنها subgenome A (Chra01 ~ A25) ، أي الشائع الفرعي الشائع في باربينا ، والبقاء على شكل جينوم ب (Chrb01 ~ B25).
التدجين والمسح الانتقائي
Aكان ما مجموعه 16 كاربًا من البرية من النوع البري و 185 متغيرًا تمثيليًا للذهب الذهبي استئنافًا بمتوسط عمق تسلسل يبلغ حوالي 12.5x ، مما يولد 4.3 terabases من البيانات. أكد إعادة بناء phylogenetic وتحليل PCA علاقة أوثق بين السمك الذهبي المشترك والكارب الصنيع من غيرها من السمك الذهبي ، والتي تنقسم الأخير إلى نسبين.
Lدعم تحليل D Decay على أربع مجموعات سكانية فرعية من وجود عنق الزجاجة الوراثية السكانية أثناء التدجين والاختيار الاصطناعي القوي في الأسماك الذهبية. أشارت زيادة التنوع الوراثي (π) من Crucian Carp إلى Goldfish المشترك إلى أسماك ذهبية وسمك الذهب البيض إلى تراكم كبير للتغيرات الوراثية أثناء تدجينها. تم تحديد 50 منطقة جينومية انتقائية تغطي 25.2 ميغابايت و 946 جينًا من البيانات التمثيلية (33 سمكة ذهبية و 16 حماقة صينية). توسيع التحليل إلى 201 الأفراد ، 393 جينات أشارت إلى مناطق من عملية المسح الانتقائية المكتملة. تم العثور على هذه الجينات من التنوع المنخفض ، والتي من المحتمل أن تساهم في الأنماط الظاهرية المرتبطة بسمات التدجين الرئيسية في السمك الذهبي.
Fig.3 التحليل المرتبط بالتدجين على نطاق الجينوم
GWAS على سمكة ذهبية مستأنسة
DOrsal Fin هي ميزة رئيسية تميز السمك الذهبي Wen عن أسماك الذهب البيض. كشفت GWAS من الزعنفة الظهرية على 96 من الذهب الذهبي و 87 من أسماك الذهب البيض عن 378 جينًا مرشحًا منتشرة عبر 13 كروموسومات ويلاحظ توزيعًا غير متساوٍ لهذه الجينات بين الجينومات الفرعية. أبرز التحليل الوظيفي على هذه الجينات المرشحة العمليات البيولوجية بما في ذلك "إشارات مستقبلات سطح الخلية" ، "نقل الغشاء" ، "تطوير النظام العظمي" ، إلخ.
الشكل 4 GWAS من الزعنفة الظهرية على سمكة ذهبية مستأنسة
In gwas من السمات المتعلقة بالمقياس الشفافة ، تم اكتشاف ذروة ارتباط قوية واحدة. تم تحديد جين يشفر مستقبلات كيناز البروتين التيروزين في واحدة من المناطق المرشحة.
Fig.5 GWAs من السمات المتعلقة بالمقياس الشفافة
مرجع
Cالدجاجة د وآخرون. الأصل التطوري وتاريخ تدجين الأسماك الذهبية (كاراسيوس آراتوس). PNAS (2020)
أخبار يهدف إلى مشاركة أحدث الحالات الناجحة مع تقنيات العلامات الحيوية ، والتقاط الإنجازات العلمية الجديدة وكذلك التقنيات البارزة المطبقة خلال الدراسة.
وقت النشر: يناير -04-2022