Genoomevolutie
PNAS
De evolutionaire oorsprong en domesticatiegeschiedenis van goudvis (Carassius auratus)
Pacbio | Illumina | Bionano Genome Map | Hi-C genoomassemblage | Genetische kaart | GWAS | RNA-seq
Hoogtepunten
1. Goldfish-genoom werd bijgewerkt met een hoogwaardige assemblageversie, waarbij 95,75% contigs worden verankerd in 50 pseudochromosomen (steiger N50 = 31,84 MB). Twee subgenomen werden ontworpen.
2. Genomische regio's van selectieve sweeps tijdens domesticatie werden geïdentificeerd uit resequencing -gegevens van 201 personen, waardoor meer dan 390 kandidaatgenen worden onthuld die waarschijnlijk worden geassocieerd met domesticatie -eigenschappen.
3.Deis op dorsale vin in gedomesticeerde goudvissen onthulde 378 kandidaatgenen die mogelijk geassocieerd zijn. Een tyrosine-eiwitkinase-reporter werd geïdentificeerd als een kandidaat-causaal gen geassocieerd met transparantie
Achtergrond
Goldfish (Carassius Auratus) is een van de belangrijkste gekweekte vissen, die werden gedomesticeerd door Crucian Carp in het oude China. Ze werden door Charles Darwin becommentarieerd als "die een bijna oneindige diversiteit van kleur passeert, ontmoeten we de meest buitengewone structuuraanpassingen". Extreem diverse kenmerken en lange geschiedenis van domesticatie en fokken maken goudvissen een uitstekend genetisch modelsysteem voor visfysiologie en evolutie.
Prestaties
Goudvisgenoom
JOintanalyse van PACBIO en Illumina Pair-End Sequencing-gegevens levert een initiële 1,657 g conceptassemblage (contig N50 = 474 kb) op. Bionano -optische kaart werd gegenereerd en corrigeerde de assemblage in 1,73 GB in grootte (geschatte genoomgrootte: 1,8 GB). HI-C gebaseerde assemblage verbeterde steiger N50 verder van 606 kb tot 31,84 MB en behaalde 95,75% (1,65 GB) georiënteerde en geordende verankeringssnelheid. Het genoom omvat 56.251 coderende genen en 10.098 lange niet-coderend transcript. Bovendien werden 38 potentiële centromere gebieden voorspeld uit 50 chromosomen.
Fig.1 Gold Fish Genome
TWo duidelijke sets subgenomen werden geïdentificeerd in de 50 goudvischromosomen die het gevolg waren van een oude hybridisatie -gebeurtenis. De set chromosomen met een groter deel van de lezingen uitgelijnd tussen goudvis en barbinae werden gedefinieerd als subgenoom A (CRA01 ~ A25), dwz subgenoom dat gemeenschappelijk is voor Barbinae, en de overblijfselen als subgenoom B (CHRB01 ~ ~ B25).
Domesticatie en selectieve sweeps
ATotaal van 16 wildtype Crucian Carps en 185 representatieve goudvissenvarianten waren resequentie met een gemiddelde sequencing -diepte van ongeveer 12,5x, waardoor 4,3 terabasen aan gegevens werden gegenereerd. Fylogenetische reconstructie en PCA -analyse bevestigden een nauwere relatie tussen gemeenschappelijke goudvis en cruciaanse karper dan andere goudvis, die laatste verdeeld in twee lijnen.
LD Decay -analyse van meer dan vier subpopulaties ondersteunde het bestaan van een populatiegenetisch knelpunt tijdens de domesticatie en sterke kunstmatige selectie bij goudvis. Toenemende genetische diversiteit (π) van Cruciaanse karper tot gewone goudvis verder naar Wen Goldfish en eiergoudenvis duidde op een significante accumulatie van genetische variaties tijdens hun domesticatie. 50 Selectieve Sweep Genomic Regions voor 25,2 MB en 946 genen werden geïdentificeerd uit representatieve gegevens (33 goudvissen en 16 Crucian Crap). Uitbreiding van de analyse van 201 personen, 393 genen gaven regio's van voltooide selectieve sweep aan. Deze genen werden gevonden van lage diversiteit, die waarschijnlijk worden bijgedragen aan de fenotypes geassocieerd met belangrijke domesticatie-eigenschappen bij goudvis.
Fig.3 Genoombrede domesticatie-geassocieerde analyse
Gwas op gedomesticeerde goudvis
DOrsal Fin is een belangrijk kenmerk onderscheidt Wen Goldfish van eiergoudenvis. GWAS van Dorsal Fin op 96 Wen Goldfish en 87 eiergoudenvis onthulde 378 kandidaatgenen verspreid over 13 chromosomen en een ongelijke verdeling van deze genen tussen subgenomen werd waargenomen. Functionele analyse van deze kandidaatgenen benadrukte biologische processen, waaronder "celoppervlakreceptorsignalering", "transmembraantransport", "skeletale systeemontwikkeling", enz.
Fig.4 Gwas van Dorsal Fin op gedomesticeerde goudvis
IN GWAS van transparante schaalgerelateerde eigenschappen, een enkele sterke associatiepiek werd gedetecteerd. Een gen dat codeert voor een tyrosine-eiwitkinasereceptor werd geïdentificeerd in een van de kandidaatregio's.
Fig.5 GWAS van transparante schaalgerelateerde eigenschappen
Referentie
CHen D et al. De evolutionaire oorsprong- en domesticatiegeschiedenis van goudvis (Carassius auratus). PNAS (2020)
Nieuws streeft naar het delen van de nieuwste succesvolle gevallen met biomarker -technologieën, het vastleggen van nieuwe wetenschappelijke prestaties en prominente technieken die tijdens het onderzoek zijn toegepast.
Posttijd: Jan-04-2022