GENOOMI EVOLUTSIOON
PNAS
Kuldkala (Carassius auratus) evolutsiooniline päritolu ja kodustamise ajalugu
PacBio |Illumina |Bionano genoomi kaart |Hi-C genoomikomplekt |Geneetiline kaart |GWAS |RNA-Seq
Esiletõstmised
1. Kuldkala genoomi uuendati kvaliteetse montaaživersiooniga, ankurdades 95,75% kontiigidest 50 pseudokromosoomi (Scaffold N50=31,84 Mb).Kaks subgenoomi eraldati.
2. Kodustamise ajal toimunud selektiivsete pühkimiste genoomsed piirkonnad tuvastati 201 isendi resekveneerimise andmete põhjal, paljastades üle 390 kandidaatgeeni, mis on tõenäoliselt seotud kodustamise tunnustega.
3. GWAS kodustatud kuldkala seljauime avastas 378 kandidaatgeeni, mis võivad olla seotud.Türosiin-proteiinkinaasi reporter tuvastati läbipaistvusega seotud põhjusliku kandidaatgeenina
Taust
Kuldkala (Carassius auratus) on üks tähtsamaid tehistingimustes peetavaid kalu, mis kodustati Vana-Hiinas ristikarpkaladest.Charles Darwin kommenteeris neid järgmiselt: "Möödudes peaaegu lõpmatust värvide mitmekesisusest, kohtame kõige erakordsemaid struktuurimuudatusi".Äärmiselt mitmekesised omadused ning pikk kodustamise ja aretamise ajalugu muudavad kuldkala suurepäraseks geneetiliseks mudeliks kalade füsioloogia ja evolutsiooni jaoks.
Saavutused
Kuldkala genoom
JPacBio ja Illumina paariotsa järjestuse andmete analüüs annab esialgse 1,657 G süvise koostu (Contig N50 = 474 Kb).Bionano optiline kaart loodi ja koost korrigeeriti 1, 73 Gb suuruseks (hinnanguline genoomi suurus: 1, 8 Gb).Hi-C-põhine koost parandas veelgi karkassi N50 606 Kb-lt 31,84 Mb-ni ja saavutas 95,75% (1,65 Gb) orienteeritud ja järjestatud ankurduskiiruse.Genoom sisaldab 56 251 kodeerivat geeni ja 10 098 pikka mittekodeerivat transkripti.Lisaks ennustati 50 kromosoomist 38 potentsiaalset tsentromeerset piirkonda.
Joon.1 Kuldkala genoom
T50 kuldkala kromosoomis tuvastati kaks selget subgenoomide komplekti, mis tulenesid iidsest hübridisatsioonisündmusest.Kromosoomide komplekt, millel on suurem lugemite osakaal, mis on joondatud kuldkala ja Barbinae vahel, määratleti subgenoomina A (ChrA01 ~ A25), st Barbinae ühise subgenoomina ja ülejäänud subgenoomina B (ChrB01 ~ B25).
Kodustamine ja valikuline pühkimine
Akokku 16 metsikut tüüpi ristikarpkala ja 185 tüüpilist kuldkala varianti olid resekventseeritud keskmise sekveneerimissügavusega ligikaudu 12,5X, saades 4,3 terabaasi andmeid.Fülogeneetiline rekonstrueerimine ja PCA analüüs kinnitasid tihedamat seost hariliku kuldkala ja ristikarpkala vahel kui teised kuldkalad, mis jagunesid kaheks liiniks.
LÜlaltoodud nelja alampopulatsiooni D lagunemise analüüs toetas populatsiooni geneetilise kitsaskoha olemasolu kodustamise ajal ja kuldkala tugevat kunstlikku valikut.Geneetilise mitmekesisuse (π) suurenemine ristikarpkaladest hariliku kuldkala ja Wen-kuldkala ja Egg-kuldkaladeni viitas geneetiliste variatsioonide olulisele kuhjumisele nende kodustamise ajal.Tüüpiliste andmete põhjal tuvastati 50 selektiivset pühkimisgenoomipiirkonda, mis katavad 25, 2 Mb ja 946 geeni (33 kuldkala ja 16 risti).Laiendades analüüsi 201 isikule, näitas 393 geeni lõpetatud selektiivse pühkimispiirkondi.Leiti, et need geenid on vähese mitmekesisusega, mis tõenäoliselt aitasid kaasa fenotüüpidele, mis on seotud kuldkala peamiste kodustamisomadustega.
Joonis 3 Kogu genoomi hõlmav kodustamisega seotud analüüs
GWAS kodustatud kuldkaladel
Dsuuuim on põhiomadus, mis eristab Wen kuldkala Eggi kuldkala omast.96 Wen kuldkala ja 87 Egg kuldkala seljauime GWAS näitas 378 kandidaatgeeni, mis olid levinud üle 13 kromosoomi ja täheldati nende geenide ebaühtlast jaotumist subgenoomide vahel.Nende kandidaatgeenide funktsionaalne analüüs tõi esile bioloogilised protsessid, sealhulgas "Rakupinna retseptori signaalimine", "Transmembraanne transport", "Skeletisüsteemi areng" jne.
Joonis 4 kodustatud kuldkala seljauime GWAS
In läbipaistvate skaalaga seotud tunnuste GWAS-is tuvastati üks tugev assotsiatsioonipiik.Ühes kandidaatpiirkonnas tuvastati türosiin-proteiinkinaasi retseptorit kodeeriv geen.
Joonis 5 läbipaistvate skaaladega seotud tunnuste GWAS
Viide
Chen D et al.Kuldkala (Carassius auratus) evolutsiooniline päritolu ja kodustamise ajalugu.PNAS (2020)
Uudised eesmärk on jagada uusimaid edukaid juhtumeid ettevõttega Biomarker Technologies, jäädvustada nii uudseid teadussaavutusi kui ka uuringu käigus kasutatud silmapaistvaid tehnikaid.
Postitusaeg: jaanuar 04-2022