魚類是地球上數量最多、形態最豐富的脊椎動物類群,約占現生脊椎動物物種總數的一半。它們廣泛分布于從深海到高原湖泊的各類水域,有著較強的生態適應能力和演化多樣性。但不同類群間的基因組數據不均衡,缺乏覆蓋全部真骨魚目的系統性比較資源。這一缺口制約了學者從基因組層面揭示魚類演化規律,及關鍵性狀形成機制研究。
中國科學院水生生物研究所團隊,通過從頭測序并整合分析464種真骨魚類全基因組,構建了目前覆蓋度最全的魚類基因組圖譜,為解析魚類演化歷程提供了較高的分辨率。
研究團隊完成了110個新魚類物種的高質量基因組組裝,補齊了3個長期缺失魚類基因組數據的目級分類單元,并整合已有基因組,建立了覆蓋真骨魚類全部44個目、總計464個物種的全基因組比對矩陣。該資源在數量上超越以往魚類基因組學研究,在解析精度上與哺乳類和鳥類的大規?;蚪M計劃相當,是目前規模最大、覆蓋度最完整的魚類基因組資源。
研究發現,在輻鰭魚類演化過程中,基因組呈現出逐步壓縮的趨勢,尤其是內含子縮短,而外顯子長度保持穩定。團隊在真骨魚類中鑒定了近3萬條真骨魚類高保守元件,其中1689條為真骨魚類所特有的Teleost-Specific HCEs。這些元件與腦、鰭、心臟和鰓等關鍵器官發育相關,提示了它們在真骨魚類形態創新中發揮了調控作用。
該研究解析了真骨魚類基因組結構特征、轉座子動態、保守與創新元件、系統發育關系及演化速率,揭示了基因組復制與轉座子活動在推動魚類適應性演化中的作用。該成果為理解脊椎動物基因組演化規律、性狀起源與生態適應機制奠定了數據基礎。
相關研究成果發表在《創新》(The Innovation)上。
論文鏈接
基于全基因組序列的464個物種的系統進化關系
本文鏈接:“萬種魚類基因組計劃”首期成果覆蓋世界真骨魚類目級分類單元http://www.sq15.cn/show-12-2057-0.html
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