EVOLUCIÓN DEL GENOMA
PNAS
El origen evolutivo y la historia de domesticación del pez dorado (Carassius auratus)
PacBio |iluminar |Mapa del genoma de Bionano |Ensamblaje del genoma Hi-C |Mapa genético |GWAS |Sec. de ARN
Reflejos
1. El genoma del pez dorado se actualizó con una versión ensamblada de alta calidad, anclando el 95,75% de los cóntigos en 50 pseudocromosomas (Scaffold N50=31,84 Mb).Se desenredaron dos subgenomas.
2. Se identificaron regiones genómicas de barridos selectivos durante la domesticación a partir de datos de resecuenciación de 201 individuos, revelando más de 390 genes candidatos que probablemente estén asociados con rasgos de domesticación.
3.GWAS en la aleta dorsal de peces de colores domesticados reveló 378 genes candidatos potencialmente asociados.Se identificó un reportero de tirosina-proteína quinasa como un gen causal candidato asociado con la transparencia.
Fondo
El pez dorado (Carassius auratus) es uno de los peces de piscifactoría más importantes, que fue domesticado a partir de la carpa cruciana en la antigua China.Charles Darwin los comentó como "Al pasar por una diversidad casi infinita de colores, nos encontramos con las modificaciones de estructura más extraordinarias".Las características extremadamente diversas y la larga historia de domesticación y reproducción hacen de los peces de colores un excelente sistema modelo genético para la fisiología y evolución de los peces.
Logros
Genoma del pez dorado
JEl análisis conjunto de los datos de secuenciación de pares de PacBio e Illumina produce un borrador inicial de 1,657 G (Contig N50 = 474 Kb).Se generó el mapa óptico Bionano y se corrigió el ensamblaje a un tamaño de 1,73 Gb (tamaño estimado del genoma: 1,8 Gb).El ensamblaje basado en Hi-C mejoró aún más el andamio N50 de 606 Kb a 31,84 Mb y logró una tasa de anclaje ordenado y orientado del 95,75 % (1,65 Gb).El genoma comprende 56.251 genes codificantes y 10.098 transcripciones largas no codificantes.Además, se predijeron 38 regiones centroméricas potenciales de 50 cromosomas.
Fig.1 Genoma del pez dorado
TSe identificaron dos conjuntos claros de subgenomas en los 50 cromosomas de peces de colores que resultaron de un antiguo evento de hibridación.El conjunto de cromosomas con mayor proporción de lecturas alineadas entre goldfish y Barbinae se definió como subgenoma A (ChrA01~A25), es decir, subgenoma común a Barbinae, y el resto como subgenoma B (ChrB01~B25).
Domesticación y barridos selectivos.
ASe resecuenciaron un total de 16 carpas crucianas de tipo salvaje y 185 variantes representativas de peces de colores con una profundidad de secuenciación promedio de aproximadamente 12,5X, generando 4,3 terabases de datos.La reconstrucción filogenética y el análisis de PCA confirmaron una relación más estrecha entre el pez dorado común y la carpa cruciana que otros peces dorados, que luego se dividieron en dos linajes.
LEl análisis de descomposición D en las cuatro subpoblaciones anteriores apoyó la existencia de un cuello de botella genético poblacional durante la domesticación y una fuerte selección artificial en los peces de colores.El aumento de la diversidad genética (π) desde la carpa cruciana hasta el pez dorado común y el pez dorado Wen y el pez dorado huevo indicó una acumulación significativa de variaciones genéticas durante su domesticación.Se identificaron 50 regiones genómicas de barrido selectivo que cubren 25,2 Mb y 946 genes a partir de datos representativos (33 peces de colores y 16 peces crucianos).Al ampliar el análisis a 201 individuos, 393 genes indicaron regiones de barrido selectivo completo.Se encontró que estos genes tienen baja diversidad, lo que probablemente contribuyó a los fenotipos asociados con los principales rasgos de domesticación en los peces de colores.
Fig.3 Análisis asociado a la domesticación de todo el genoma
GWAS sobre peces de colores domesticados
DLa aleta oral es una característica clave que distingue al pez dorado Wen del pez dorado huevo.El GWAS de la aleta dorsal de 96 peces de colores Wen y 87 peces de colores de huevo reveló 378 genes candidatos repartidos en 13 cromosomas y se observó una distribución desigual de estos genes entre subgenomas.El análisis funcional de estos genes candidatos destacó procesos biológicos que incluyen la "señalización del receptor de la superficie celular", el "transporte transmembrana", el "desarrollo del sistema esquelético", etc.
Fig.4 GWAS de la aleta dorsal de un pez dorado domesticado
IEn GWAS de rasgos transparentes relacionados con escalas, se detectó un único pico de asociación fuerte.En una de las regiones candidatas se identificó un gen que codifica un receptor de tirosina-proteína quinasa.
Fig.5 GWAS de rasgos transparentes relacionados con escalas
Referencia
Cgallina D et al.El origen evolutivo y la historia de domesticación del pez dorado (Carassius auratus).PNAS (2020)
Noticias tiene como objetivo compartir los últimos casos exitosos con Biomarker Technologies, capturando logros científicos novedosos, así como técnicas destacadas aplicadas durante el estudio.
Hora de publicación: 04-ene-2022