Genoma evolūcija
PNAS
Zelta zivtiņa evolūcijas izcelsme un mājīguma vēsture (Carassius auratus)
Pacbio | Illumina | Bionano genoma karte | Hi-C genoma montāža | Ģenētiskā karte | GWAS | RNS-seq
Nozīmīgi punkti
1.Goldfish genoms tika atjaunināts ar augstas kvalitātes montāžas versiju, noenkurojot 95,75% kontigus 50 pseidohromosomās (sastatnes N50 = 31,84 MB). Divi apakšgenomi tika atdalīti.
2.Genomiskie selektīvo slaucījumu reģioni pieradināšanas laikā tika identificēti no 201 personu atjaunošanas datiem, atklājot vairāk nekā 390 kandidātu gēnus, kas, iespējams, ir saistīti ar mājvietu iezīmēm.
3.Gwas par muguras spuru pieradinātā zelta zivtiņā atklāja 378 kandidātu gēnus, kas potenciāli saistīti. Tirozīna-olbaltumvielu kināzes reportieris tika identificēts kā kandidāta cēloņsakarības gēns, kas saistīts ar caurspīdīgumu
Izcelšanās
Zelta zivtiņa (Carassius auratus) ir viena no vissvarīgākajām saimnieciskajām zivīm, kuras senajā Ķīnā tika pieļautas no Crucian Carps. Kārlis Darvins viņus komentēja kā “gandrīz bezgalīgu krāsu daudzveidību, mēs satiekamies ar visneparastākajām struktūras modifikācijām”. Īpaši daudzveidīgas iezīmes un ilgstoša pieradināšanas un selekcijas vēsture padara zelta zivtiņu par lielisku ģenētisko modeļa sistēmu zivju fizioloģijai un evolūcijai.
Sasniegumi
Zelta zivtiņas genoms
JPacbio un Illumina pāra-end secības datu analīze iegūst sākotnējo 1,657 g melnraksta montāžu (contig N50 = 474 KB). Bionano optiskā karte tika ģenerēta un koriģēja montāžu 1,73 GB lielumā (aprēķinātais genoma lielums: 1,8 GB). HI-C bāzes montāža vēl vairāk uzlaboja sastatnes N50 no 606 KB līdz 31,84 MB un sasniedza 95,75% (1,65 GB) orientētu un pasūtīja noenkurošanas ātrumu. Genoms sastāv no 56 251 kodējošiem gēniem un 10 098 garu nekodējošu stenogrammu. Turklāt no 50 hromosomām tika prognozēti 38 potenciālie centromēru reģioni.
1. att. Zelta zivju genoms
T50 zelta zivtiņu hromosomās tika identificēti skaidri apakšgrupu komplekti, kas radušies senā hibridizācijas notikumā. Hromosomu komplekts ar lielāku rādījumu īpatsvaru, kas izlīdzināts starp zelta zivtiņu un barbiniem, tika definēts kā A apakšgrupas (chra01 ~ A25), ti, subgenome, kas kopīga Barbinae, un atlikumi kā B apakšģinoms (Chrb01 ~ B25).
Mājas un selektīvi slaucījumi
AKopā 16 savvaļas tipa Crucian Carps un 185 reprezentatīvie zelta zivtiņu varianti bija resursi ar vidējo sekvencēšanas dziļumu aptuveni 12,5x, radot 4,3 terabāzes datus. Filoģenētiskā rekonstrukcija un PCA analīze apstiprināja ciešāku sakarību starp parasto zelta zivtiņu un Crucian Carps nekā citas zelta zivtiņas, kuras pēdējās sadalījās divās līnijās.
LD sabrukšanas analīze par četrām četrām apakšpopulācijām atbalstīja populācijas ģenētiskā sašaurinājuma esamību pieradināšanas laikā un spēcīgā mākslīgā atlasē zelta zivtiņā. Palielinot ģenētisko daudzveidību (π) no Crucian Carps līdz parastajām zelta zivtiņām līdz Wen zelta zivtiņai un olu zelta zivtiņai, tas liecināja par būtisku ģenētisko variāciju uzkrāšanos to piedzimšanas laikā. No reprezentatīviem datiem tika identificēti 50 selektīvi slaucīšanas genoma reģioni, kas aptver 25,2 MB un 946 gēni (33 zelta zivtiņa un 16 Crucian Crap). Paplašinot analīzi uz 201 personām, 393 gēni norādīja pabeigta selektīva slaucīšanas reģionus. Šie gēni tika konstatēti no zemas daudzveidības, kas, iespējams, veicina fenotipus, kas saistīti ar lielām mājvietu iezīmēm zelta zivtiņā.
3. attēls
Gwas uz pieradinātas zelta zivtiņas
DOrsal Fin ir galvenā iezīme, kas atšķir Wen zelta zivtiņu no olu zelta zivtiņas. Gwas no muguras spuras uz 96 Wen zelta zivtiņa un 87 olu zelta zivtiņa atklāja 378 kandidātu gēnus, kas izplatījās 13 hromosomās, un tika novērots nevienmērīgs šo gēnu sadalījums starp apakšģinomiem. Šo kandidātu gēnu funkcionālā analīze izcēla bioloģiskos procesus, ieskaitot “šūnu virsmas receptoru signalizāciju”, “transmembranālo transportēšanu”, “skeleta sistēmas attīstību” utt.
4. att.
IN gwas ar caurspīdīgu mērogu saistītām pazīmēm, tika atklāta viena spēcīga asociācijas virsotne. Vienā no kandidātu reģioniem tika identificēts gēns, kas kodē tirozīna-olbaltumvielu kināzes receptoru.
5. att.
Atsauce
CHen D et al. Zelta zivtiņas (Carassius auratus) evolūcijas izcelsme un mājvieta. PNAS (2020)
Jaunums Mērķis dalīties ar jaunākajiem veiksmīgajiem gadījumiem ar biomarķieru tehnoloģijām, uztverot jaunus zinātniskus sasniegumus, kā arī ievērojamas metodes, kas tika izmantotas pētījuma laikā.
Pasta laiks: janvāris-04-2022