ЭВАЛЮЦЫЯ ГЕНОМА
PNAS
Эвалюцыйнае паходжанне і гісторыя прыручэння залатых рыбак (Carassius auratus)
PacBio |Ілюміна |Карта геному Bionano |Зборка геному Hi-C |Генетычная карта |GWAS |РНК-Seq
Асноўныя моманты
1.Геном залатой рыбкі быў абноўлены высакаякаснай версіяй зборкі, якая замацоўвае 95,75% кантыгаў у 50 псеўдахрамасомах (Scaffold N50=31,84 Мб).Былі разблытаны два субгенома.
2. Геномныя рэгіёны селектыўных зачыстак падчас прыручэння былі ідэнтыфікаваныя з дадзеных паўторнага секвеніравання 201 асобіны, адкрыўшы больш за 390 генаў-кандыдатаў, якія, верагодна, звязаны з прыкметамі прыручэння.
3.GWAS на спінным плаўніку прыручанай залатой рыбкі выявіў 378 генаў-кандыдатаў, якія патэнцыйна звязаны.Рэпарцёр тыразін-пратэінкіназы быў ідэнтыфікаваны як кандыдат у прычынны ген, звязаны з празрыстасцю
Фон
Залатая рыбка (Carassius auratus) - адна з найважнейшых рыб, якія гадуюцца на фермах, якія былі акультураны з карася ў старажытным Кітаі.Чарльз Дарвін пракаментаваў іх так: «Праходзячы амаль бясконцую разнастайнасць колераў, мы сустракаемся з самымі незвычайнымі мадыфікацыямі структуры».Надзвычай разнастайныя асаблівасці і доўгая гісторыя прыручэння і развядзення робяць залатую рыбку выдатнай сістэмай генетычнай мадэлі для фізіялогіі і эвалюцыі рыб.
Дасягненні
Геном залатой рыбкі
JПоўны аналіз даных парнага секвенирования PacBio і Illumina дае першапачатковы чарнавы вузел 1,657 G (Contig N50=474 Кб).Была створана аптычная карта Bionano і скарэкціравана зборка да памеру 1,73 Гб (прыблізны памер геному: 1,8 Гб).Зборка на аснове Hi-C яшчэ больш палепшыла каркас N50 з 606 Кб да 31,84 Мб і дасягнула 95,75% (1,65 Гб) арыентаванай і ўпарадкаванай хуткасці замацавання.Геном складаецца з 56 251 кадуючых генаў і 10 098 доўгіх некадуючых транскрыптаў.Больш за тое, з 50 храмасом было прадказана 38 патэнцыйных цэнтрамерных абласцей.
Мал.1 Геном залатой рыбкі
TУ 50 храмасомах залатой рыбкі, атрыманых у выніку старажытнай гібрыдызацыі, было выяўлена два выразных набора субгеномаў.Набор храмасом з больш высокай доляй чытанняў, выраўнаваных паміж залатымі рыбкамі і барбінамі, быў вызначаны як субгеном A (ChrA01~A25), гэта значыць субгеном, агульны для барбінаў, а астатнія — як субгеном B (ChrB01~B25).
Прыручэнне і селекцыйныя зачысткі
Aу агульнай складанасці 16 дзікіх тыпаў карасёў і 185 рэпрэзентатыўных варыянтаў залатых рыбак былі паўторна секвеніраваны з сярэдняй глыбінёй секвеніравання прыкладна 12,5X, з атрыманнем 4,3 тэрабазы дадзеных.Філагенетычная рэканструкцыя і аналіз PCA пацвердзілі больш цесную сувязь паміж звычайнай залатой рыбкай і карасём, чым іншымі залатымі рыбкамі, якія падзяліліся на дзве лініі.
LАналіз D-распаду чатырох вышэйзгаданых субпапуляцый пацвердзіў існаванне папуляцыйна-генетычнага вузкага месца падчас прыручэння і моцнага штучнага адбору залатых рыбак.Павелічэнне генетычнай разнастайнасці (π) ад карася да звычайнай залатой рыбкі і далей да залатой рыбкі Вэнь і яйка сведчыць аб значным назапашванні генетычных варыяцый падчас іх прыручэння.50 селектыўных геномных абласцей, якія ахопліваюць 25,2 Мб і 946 генаў, былі ідэнтыфікаваны з рэпрэзентатыўных дадзеных (33 залатых рыбак і 16 карасёў).Пашырэнне аналізу на 201 чалавек, 393 гены паказалі рэгіёны завершанай селектыўнай зачысткі.Было выяўлена нізкае разнастайнасць гэтых генаў, што, верагодна, спрыяла фенатыпам, звязаным з асноўнымі рысамі прыручэння залатых рыбак.
Мал.3 Аналіз генома, звязаны з прыручэннем
GWAS на прыручаных залатых рыбках
Dротавы плаўнік з'яўляецца ключавой асаблівасцю, якая адрознівае залатую рыбку Вэнь ад яйка.GWAS спіннога плаўніка 96 залатых рыбак Вэнь і 87 яйкападобных залатой рыбкі выявіла 378 генаў-кандыдатаў, распаўсюджаных па 13 храмасомах, і назіралася нераўнамернае размеркаванне гэтых генаў паміж субгеномамі.Функцыянальны аналіз гэтых генаў-кандыдатаў вылучыў біялагічныя працэсы, у тым ліку «перадачу сігналаў рэцэптарам клетачнай паверхні», «Трансмембранны транспарт», «Развіццё шкілетнай сістэмы» і г.д.
Малюнак 4 GWAS спіннога плаўніка хатняй залатой рыбкі
In GWAS празрыстых прыкмет, звязаных з маштабам, быў выяўлены адзіны пік моцнай асацыяцыі.У адным з рэгіёнаў-кандыдатаў быў ідэнтыфікаваны ген, які кадуе рэцэптар тыразін-пратэінкіназы.
Мал. 5 GWAS празрыстых прыкмет, звязаных з маштабам
Даведка
Cкурыца Д і інш.Эвалюцыйнае паходжанне і гісторыя прыручэння залатых рыбак (Carassius auratus).PNAS (2020)
Навіны накіравана на абмен апошнімі паспяховымі кейсамі з Biomarker Technologies, фіксаванне новых навуковых дасягненняў, а таксама вядомых метадаў, якія прымяняюцца падчас даследавання.
Час публікацыі: 04 студзеня 2022 г