EVOLUCIJA GENOMA
PNAS
Evolucijsko podrijetlo i povijest pripitomljavanja zlatne ribice (Carassius auratus)
PacBio |Illumina |Karta genoma Bionano |Hi-C sklop genoma |Genetska karta |GWAS |RNA-Seq
Naglasci
1. Genom zlatne ribice ažuriran je visokokvalitetnom verzijom sklopa, koja usidri 95,75% kontiga u 50 pseudokromosoma (skela N50=31,84 Mb).Dva subgenoma su rastavljena.
2. Genomske regije selektivnih pregleda tijekom pripitomljavanja identificirane su iz podataka ponovnog sekvencioniranja 201 jedinke, otkrivajući preko 390 gena kandidata koji su vjerojatno povezani sa svojstvima pripitomljavanja.
3.GWAS na leđnoj peraji pripitomljene zlatne ribice otkrio je 378 potencijalno povezanih gena kandidata.Reporter tirozin-protein kinaze identificiran je kao kandidat za uzročni gen povezan s transparentnošću
Pozadina
Zlatna ribica (Carassius auratus) je jedna od najvažnijih uzgojenih riba, koja je udomaćena od karasa u staroj Kini.Charles Darwin ih je komentirao riječima: "Prelazeći preko gotovo beskonačne raznolikosti boja, susrećemo se s najneobičnijim modifikacijama strukture".Izuzetno raznolika svojstva i duga povijest pripitomljavanja i uzgoja čine zlatnu ribicu izvrsnim sustavom genetskog modela za fiziologiju i evoluciju riba.
Dostignuća
Genom zlatne ribice
JZajednička analiza PacBio i Illumina podataka sekvenciranja na kraju para daje početni sklop od 1,657 G nacrta (Contig N50=474 Kb).Bionano optička mapa je generirana i ispravljena je sklop na veličinu od 1,73 Gb (procijenjena veličina genoma: 1,8 Gb).Sklapanje temeljeno na Hi-C dodatno je poboljšalo skelu N50 sa 606 Kb na 31,84 Mb i postiglo 95,75% (1,65 Gb) orijentirane i uređene stope sidrenja.Genom se sastoji od 56 251 kodirajućih gena i 10 098 dugih nekodirajućih transkripata.Štoviše, predviđeno je 38 potencijalnih centromernih regija od 50 kromosoma.
Slika 1. Genom zlatne ribice
Tdva jasna skupa podgenoma identificirana su u 50 kromosoma zlatne ribice koji su rezultat drevnog događaja hibridizacije.Skup kromosoma s većim udjelom čitanja poravnatih između zlatnih ribica i Barbinae definiran je kao subgenom A (ChrA01~A25), tj. podgenom zajednički Barbinae, a preostali kao subgenom B (ChrB01~B25).
Pripitomljavanje i selektivna čišćenja
Aukupno 16 divljih vrsta karasa i 185 reprezentativnih varijanti zlatnih ribica ponovno je sekvencirano s prosječnom dubinom sekvenciranja od približno 12,5X, generirajući 4,3 terabaze podataka.Filogenetska rekonstrukcija i PCA analiza potvrdile su bliskiji odnos između obične zlatne ribice i karasa nego ostalih zlatnih ribica, koje su se kasnije podijelile u dvije loze.
LAnaliza D raspada na četiri gornje subpopulacije potvrdila je postojanje populacijskog genetskog uskog grla tijekom pripitomljavanja i snažne umjetne selekcije kod zlatnih ribica.Povećanje genetske raznolikosti (π) od karasa do obične zlatne ribice dalje do zlatne ribice Wen i jajaste zlatne ribice ukazuje na značajno nakupljanje genetskih varijacija tijekom njihove pripitomljavanja.50 selektivnih genomskih regija koje pokrivaju 25,2 Mb i 946 gena identificirano je iz reprezentativnih podataka (33 zlatne ribice i 16 karaša).Proširujući analizu na 201 osobu, 393 gena ukazala su na područja završenog selektivnog čišćenja.Utvrđena je mala raznolikost ovih gena, što je vjerojatno pridonijelo fenotipovima povezanim s glavnim osobinama pripitomljavanja zlatnih ribica.
Slika 3. Analiza pripitomljavanja na cijelom genomu
GWAS na pripitomljenoj zlatnoj ribici
Doralna peraja je ključna značajka koja razlikuje zlatnu ribicu Wen od zlatne ribice jaja.GWAS leđne peraje na 96 Wen zlatnih ribica i 87 jajastih zlatnih ribica otkrio je 378 gena kandidata raširenih na 13 kromosoma i primijećena je neravnomjerna distribucija ovih gena među subgenomima.Funkcionalna analiza ovih gena kandidata istaknula je biološke procese uključujući "Signalizaciju staničnih površinskih receptora", "Transmembranski transport", "Razvoj skeletnog sustava", itd.
Slika 4 GWAS leđne peraje pripitomljene zlatne ribice
In GWAS prozirnih svojstava povezanih s ljestvicom, otkriven je jedan jaki asocijacijski vrh.Gen koji kodira receptor tirozin-protein kinaze identificiran je u jednoj od regija kandidata.
Slika 5 GWAS prozirnih svojstava povezanih s krljuštima
Referenca
Ckokoš D i sur.Evolucijsko podrijetlo i povijest pripitomljavanja zlatne ribice (Carassius auratus).PNAS (2020.)
Vijesti ima za cilj podijeliti najnovije uspješne slučajeve s Biomarker Technologies, bilježeći nova znanstvena dostignuća kao i istaknute tehnike primijenjene tijekom studije.
Vrijeme objave: 4. siječnja 2022