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【基因发现】大黄鱼基因组全解析

 haosunzhe 2015-04-08

2015年4月2日,国家海洋局第三海洋研究所、浙江大学、华大基因、青岛海洋大学和深圳大学联合完成了大黄鱼全基因组测序,并绘制出大黄鱼基因组精细图谱。研究揭示了大黄鱼对环境胁迫应答的分子机制,为抗逆性的遗传改良提供了重要资源。该成果在线发表于国际著名学术期刊《美国公共科学图书馆——遗传学》(《PLOS Genetics》)。


据了解,大黄鱼是中国和东亚国家最具经济价值的海洋鱼类之一。其具有特殊的行为和生理特性,对于低氧和空气暴露等环境胁迫极为敏感。这些特性使大黄鱼成为研究环境胁迫应答机制的良好模型。


为了探索大黄鱼对环境胁迫应答的分子和遗传机制,研究人员采用BAC组装策略与全基因组鸟枪法相结合的方法,克服了大黄鱼基因组的高杂合特性,对大黄鱼全基因组进行了测序,并获得了大黄鱼基因组精细图谱。组装的大黄鱼基因组大小为679 Mb,包含25,401个蛋白编码基因。


此外,研究人员还对大黄鱼进行了脑部低氧转录组和皮肤粘液蛋白质组的研究。研究揭示了神经-内分泌-免疫/代谢新的调控网络在大黄鱼脑应答低氧胁迫中起到了关键的作用。他们还发现大黄鱼暴露在空气中的皮肤粘液含有3,209种基因编码的蛋白,这是目前在鱼类粘液研究中发现最多的,这些蛋白的主要功能主要是抗氧化、氧气运输、免疫防御、离子结合等重要功能,揭示了皮肤粘液蛋白在大黄鱼应对空气暴露胁迫中的多重保护功能。


该文章的联合作者范丁丁表示,本次系统性的组学研究,从不同层次研究了大黄鱼的生物学特性,为后续研究提供了重要的数据资源。大黄鱼的全基因组数据也为培育性状优良的大黄鱼抗逆品种提供了有价值的基因资源,有利于推动大黄鱼产业的持续发展。


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【扩展阅读】其他海洋鱼类的基因组研究

半滑舌鳎

2014年2月,来自中国水产科学研究院黄海水产研究所、华大基因等单位的科研人员成功破译了迄今为止首个比目鱼——半滑舌鳎全基因组序列图谱,半滑舌鳎拥有一套特殊的性别决定机制,既可以由基因型所控制,也会受到培养温度的调控。2014年2月2日分别发表于Nature GeneticsGenome Research的两篇文章揭示了性染色体起源机制和比目鱼底栖适应的分子机制,及半滑舌鳎温度控制下的性别逆转现象的表观遗传调控机制和这种表观遗传调控下的性别逆转的稳定遗传现象。


石斑鱼

2011年3月18日,中山大学和华大基因宣布“石斑鱼基因组序列图谱绘制完成”。石斑鱼为暖水性礁栖鱼类,广泛分布于印度洋和太平洋的热带、亚热带海域。石斑鱼是典型的雌雄同体雌性先熟鱼类,在高龄的时候会发生天然的性别转变。在石斑鱼全基因组测序的基础上,将能鉴别石斑鱼性别调控的基因并揭示石斑鱼性别分化和性别转化的相关功能基因的作用机制,对于揭示整个脊椎动物性别决定机制的形成及进化途径有非常重要的理论价值,对于建立鱼类性别控制的生物技术途径具有重要意义。


 

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