EVOLUCIJA GENOME
PNAS
Evoluciono porijeklo i historija pripitomljavanja zlatne ribice (Carassius auratus)
PacBio |Illumina |Mapa Genoma Bionano |Hi-C Genome Assembly |Genetska karta |GWAS |RNA-Seq
Highlights
1. Genom zlatne ribice je ažuriran visokokvalitetnom montažnom verzijom, učvršćujući 95,75% kontiga u 50 pseudohromozoma (Scaffold N50=31,84 Mb).Dva podgenoma su razdvojena.
2. Genomski regioni selektivnih poteza tokom pripitomljavanja identifikovani su na osnovu podataka ponovnog sekvenciranja 201 pojedinca, otkrivajući preko 390 gena kandidata koji su verovatno povezani sa osobinama pripitomljavanja.
3.GWAS na leđnoj peraji kod domaćih zlatnih ribica otkrio je 378 gena kandidata koji su potencijalno povezani.Reporter tirozin-protein kinaze identificiran je kao kandidat uzročni gen povezan s transparentnošću
Pozadina
Zlatna ribica (Carassius auratus) je jedna od najvažnijih uzgojenih riba, koja je pripitomljena od karaša u staroj Kini.Charles Darwin ih je prokomentirao kao „Prelazeći preko gotovo beskonačne raznolikosti boja, susrećemo se s najneobičnijim modifikacijama strukture“.Izuzetno raznolike karakteristike i duga istorija pripitomljavanja i uzgoja čine zlatnu ribicu odličnim genetskim modelom za fiziologiju i evoluciju riba.
Dostignuća
Genom zlatne ribice
JZajednička analiza podataka PacBio i Illumina sekvenciranja na kraju para daje početni sklop nacrta od 1,657 G (Contig N50=474 Kb).Bionano optička mapa je generisana i korigovala sklop u veličinu od 1,73 Gb (procenjena veličina genoma: 1,8 Gb).Hi-C baziran sklop dodatno je poboljšao skelu N50 sa 606 Kb na 31,84 Mb i postigao 95,75% (1,65 Gb) orijentisanu i naređenu brzinu sidrenja.Genom se sastoji od 56.251 kodirajućeg gena i 10.098 dugih nekodirajućih transkripta.Štaviše, predviđeno je 38 potencijalnih centromernih regiona od 50 hromozoma.
Slika 1 Genom zlatne ribice
Tdva jasna skupa podgenoma su identificirana u 50 hromozoma zlatne ribice koji su rezultat drevne hibridizacije.Skup hromozoma sa većim udjelom očitavanja usklađenih između zlatne ribice i Barbine definiran je kao podgenom A (ChrA01~A25), tj. podgenom zajednički za Barbinae, a preostali kao podgenom B (ChrB01~B25).
Pripitomljavanje i selektivna čišćenja
Aukupno 16 karaša divljeg tipa i 185 reprezentativnih varijanti zlatne ribice bili su resekvencijski s prosječnom dubinom sekvenciranja od približno 12,5X, generirajući 4,3 terabaze podataka.Filogenetska rekonstrukcija i PCA analiza potvrdile su bližu vezu između obične zlatne ribice i karaša od ostalih zlatnih ribica, koje su potonje podijeljene u dvije loze.
LAnaliza D propadanja na iznad četiri subpopulacije podržala je postojanje populacijskog genetskog uskog grla tokom pripitomljavanja i jake umjetne selekcije zlatnih ribica.Povećanje genetske raznolikosti (π) od karaša do obične zlatne ribice dalje do zlatne ribice Wen i zlatne ribice Egg ukazuje na značajno nakupljanje genetskih varijacija tokom njihovog pripitomljavanja.Iz reprezentativnih podataka identifikovano je 50 selektivnih genomskih regiona koji pokrivaju 25,2 Mb i 946 gena (33 zlatne ribice i 16 karaša).Proširujući analizu na 201 osobu, 393 gena su ukazivala na regije završenog selektivnog pregleda.Utvrđeno je da su ovi geni male raznolikosti, što je vjerovatno doprinijelo fenotipovima povezanim s glavnim osobinama pripitomljavanja zlatnih ribica.
Slika 3 Analiza vezana za pripitomljavanje u cijelom genomu
GWAS na pripitomljene zlatne ribice
Doralna peraja je ključna karakteristika koja razlikuje zlatnu ribicu Wen od zlatne ribice Egg.GWAS leđne peraje kod 96 Wen zlatne ribice i 87 Egg zlatnih ribica otkrio je 378 gena kandidata raspoređenih na 13 hromozoma i uočena je neravnomjerna raspodjela ovih gena između podgenoma.Funkcionalna analiza ovih gena kandidata istakla je biološke procese uključujući “signalizaciju receptora ćelijske površine”, “transmembranski transport”, “razvoj skeletnog sistema” itd.
Sl.4 GWAS leđne peraje kod domaćih zlatnih ribica
In GWAS transparentnih svojstava povezanih s ljestvicom, otkriven je jedan jaki asocijacijski vrh.Gen koji kodira receptor tirozin-protein kinaze identifikovan je u jednoj od regija kandidata.
Slika 5. GWAS providnih osobina povezanih s skalom
Referenca
Chen D et al.Evoluciono porijeklo i historija pripitomljavanja zlatne ribice (Carassius auratus).PNAS (2020)
Vijesti ima za cilj dijeljenje najnovijih uspješnih slučajeva sa Biomarker Technologies, bilježi nova naučna dostignuća, kao i istaknute tehnike primijenjene tokom studije.
Vrijeme objave: Jan-04-2022