GENOMIEN EVOLUUTIO
PNAS
Kultakalan (Carassius auratus) evoluution alkuperä ja kesyttämishistoria
PacBio |Illumina |Bionanon genomikartta |Hi-C Genome Assembly |Geneettinen kartta |GWAS |RNA-Seq
Kohokohdat
1. Kultakalan genomi päivitettiin korkealaatuisella kokoonpanoversiolla, joka ankkuroi 95,75 % jatkuvista 50 pseudokromosomiin (Scaffold N50 = 31,84 Mb).Kaksi subgenomia irrotettiin.
2. Kesytyksen aikana tapahtuneiden selektiivisten pyyhkäisyjen genomiset alueet tunnistettiin 201 yksilön uudelleensekvensointitiedoista, mikä paljastaa yli 390 ehdokasgeeniä, jotka todennäköisesti liittyvät kesyttämisominaisuuksiin.
3.GWAS selkäevässä kesyillä kultakaloilla paljasti 378 kandidaattigeeniä, jotka mahdollisesti liittyivät toisiinsa.Tyrosiini-proteiinikinaasireportteri tunnistettiin ehdokaskausaaligeeniksi, joka liittyy läpinäkyvyyteen
Tausta
Kultakala (Carassius auratus) on yksi tärkeimmistä viljellyistä kaloista, jotka kesytettiin muinaisessa Kiinassa karppista.Charles Darwin kommentoi niitä seuraavasti: "Lähes äärettömän värien moninaisuuden ylitse, kohtaamme mitä erikoisimpia rakenteellisia muutoksia".Äärimmäisen monipuoliset ominaisuudet ja pitkä kesyttämis- ja jalostushistoria tekevät kultakalasta erinomaisen geneettisen mallijärjestelmän kalojen fysiologiaan ja evoluutioon.
Saavutukset
Kultakalan genomi
JPacBio- ja Illumina-paripään sekvensointitietojen oint-analyysi tuottaa alkuperäisen 1,657 G:n vetokokoonpanon (Contig N50 = 474 Kb).Bionanon optinen kartta luotiin ja korjattiin kokoonpano 1,73 Gb:n kokoiseksi (arvioitu genomin koko: 1,8 Gb).Hi-C-pohjainen kokoonpano paransi edelleen rakennustelinettä N50 606 kb:sta 31,84 Mb:iin ja saavutti 95,75 % (1,65 Gb) suunnatun ja tilatun ankkurointinopeuden.Genomi koostuu 56 251 koodaavasta geenistä ja 10 098 pitkästä ei-koodaavasta transkriptistä.Lisäksi ennustettiin 38 mahdollista sentromeerialuetta 50 kromosomista.
Kuva 1 Kultakalan genomi
T50 kultakalan kromosomissa tunnistettiin kaksi selvää sarjaa subgenomeja, jotka johtuivat muinaisesta hybridisaatiotapahtumasta.Kromosomijoukko, jossa on suurempi lukujen osuus kultakalan ja Barbinaen välillä, määriteltiin subgenomiksi A (ChrA01~A25), eli Barbinaen yhteiseksi subgenomiksi, ja loput subgenomiksi B (ChrB01~B25).
Kesyttely ja valikoiva lakaisu
Ayhteensä 16 villityypin ristikarppia ja 185 edustavaa kultakalavarianttia olivat resekvenssejä, joiden keskimääräinen sekvensointisyvyys oli noin 12,5X, mikä tuotti 4,3 terapohjaa tietoa.Fylogeneettinen rekonstruktio ja PCA-analyysi vahvistivat kultakalan ja ristikarpin läheisemmän suhteen kuin muut kultakalat, jotka jakaantuivat kahteen sukulinjaan.
LD-hajoamisanalyysi edellä neljästä alapopulaatiosta tuki populaation geneettisen pullonkaulan olemassaoloa kesytyksen aikana ja vahvaa keinovalintaa kultakaloissa.Kasvava geneettinen monimuotoisuus (π) risteyksestä tavalliseen kultakalaan Wen-kultakalaan ja munakultakalaan osoitti geneettisten muunnelmien merkittävää kertymistä niiden kesytyksen aikana.Edustavista tiedoista tunnistettiin 50 selektiivistä pyyhkäisygenomialuetta, jotka kattavat 25,2 Mb ja 946 geeniä (33 kultakalaa ja 16 ristikkoa).Laajentaen analyysin 201 yksilöön, 393 geeniä osoitti alueita, joissa selektiivinen pyyhkäisy oli suoritettu.Näiden geenien todettiin olevan vähäinen monimuotoisuus, mikä todennäköisesti vaikutti fenotyyppeihin, jotka liittyvät kultakalojen tärkeimpiin kesytysominaisuuksiin.
Kuva 3 Genominlaajuinen kesyttämiseen liittyvä analyysi
GWAS kesytetyillä kultakaloilla
Dsuuevä on keskeinen ominaisuus, joka erottaa Wen-kultakalan munakultakalasta.Selkäevän GWAS 96 Wen-kultakalalla ja 87 Egg-kultakalalla paljasti 378 ehdokasgeeniä, jotka ovat levinneet 13 kromosomiin, ja näiden geenien epätasainen jakautuminen alagenomien välillä havaittiin.Näiden ehdokasgeenien toiminnallinen analyysi korosti biologisia prosesseja, mukaan lukien "solupinnan reseptorisignalointi", "transmembraanikuljetus", "luuston kehitys" jne.
Kuva 4 Selkäevän GWAS kesytyillä kultakaloilla
In GWAS läpinäkyvistä mittakaavaan liittyvistä piirteistä havaittiin yksi vahva assosiaatiohuippu.Geeni, joka koodaa tyrosiini-proteiinikinaasireseptoria, tunnistettiin yhdeltä ehdokasalueelta.
Kuva 5 GWAS läpinäkyvistä mittakaavaan liittyvistä piirteistä
Viite
Chen D et ai.Kultakalan (Carassius auratus) evoluution alkuperä ja kesyttelyhistoria.PNAS (2020)
Uutiset Tavoitteena on jakaa uusimmat onnistuneet tapaukset Biomarker Technologiesin kanssa, vangita uusia tieteellisiä saavutuksia sekä tutkimuksen aikana käytettyjä merkittäviä tekniikoita.
Postitusaika: 04-04-2022