התפתחות הגנום
PNAS
המקור האבולוציוני ותולדות הביות של דגי זהב (Carassius auratus)
PacBio |אילומינה |מפת הגנום של ביונונו |אספת גנום Hi-C |מפה גנטית |GWAS |RNA-Seq
עיקרי הדברים
גנום 1.Goldfish עודכן בגרסת הרכבה איכותית, המעגנת 95.75% מהקונטיגים ל-50 פסאודוכרומוזומים (Scaffold N50=31.84 Mb).שני תת-גנומים התפרקו.
2. אזורים גנומיים של סריקות סלקטיביות במהלך ביות זוהו מרצף מחדש של נתונים של 201 פרטים, שחשפו למעלה מ-390 גנים מועמדים שכנראה קשורים לתכונות ביות.
3.GWAS על סנפיר הגב בדגי זהב מבויתים חשפו 378 גנים מועמדים שעשויים להיות קשורים.כתב טירוזין-חלבון קינאז זוהה כגן סיבתי מועמד הקשור לשקיפות
רקע כללי
דג זהב (Carassius auratus) הוא אחד הדגים החקלאיים החשובים ביותר, אשר בויתו מקרפיון צולב בסין העתיקה.צ'ארלס דרווין הגיב עליהם כ"מעבר על מגוון כמעט אינסופי של צבעים, אנו נפגשים עם השינויים יוצאי הדופן ביותר של המבנה".תכונות מגוונות ביותר והיסטוריה ארוכה של ביות וגידול הופכים את דגי הזהב למערכת מודל גנטית מצוינת לפיזיולוגיה ואבולוציה של דגים.
הישגים
גנום דג זהב
Jניתוח משותף של נתוני רצף צמדים של PacBio ו- Illumina מניב מכלול טיוטה ראשוני של 1.657 G (Contig N50=474 Kb).המפה האופטית של Bionano נוצרה ותיקנה את המכלול לגודל של 1.73 Gb (גודל גנום משוער: 1.8 Gb).הרכבה מבוססת Hi-C שיפרה עוד יותר את הפיגום N50 מ-606 Kb ל-31.84 Mb והשיגה קצב עיגון מכוון ומסודר של 95.75% (1.65 Gb).הגנום כולל 56,251 גנים מקודדים ו-10,098 תמליל ארוך שאינו מקודד.יתרה מכך, 38 אזורים צנטרומריים פוטנציאליים נחזו מתוך 50 כרומוזומים.
איור 1 גנום דג זהב
Tזוהו קבוצות ברורות של תת-גנומים ב-50 כרומוזומי דגי זהב שנבעו מאירוע הכלאה קדום.קבוצת הכרומוזומים עם שיעור גבוה יותר של קריאות מיושרות בין דג זהב ל-Barbine הוגדרו כתת-גנום A (ChrA01~A25), כלומר תת-גנום משותף ל-Barbine, והשארים כתת-גנום B (ChrB01~B25).
ביות וסריקות סלקטיביות
Aבסך הכל 16 קרפיונים צולבים מסוג בר ו-185 גרסאות מייצגות של דגי זהב היו רצפים עם עומק רצף ממוצע של כ-12.5X, ויצרו 4.3 טרה-בסיסים של נתונים.שחזור פילוגנטי וניתוח PCA אישרו קשר הדוק יותר בין דג זהב מצוי וקרפיון צולב מאשר דגי זהב אחרים, אשר אחרונים התחלקו לשתי שושלות.
Lניתוח ריקבון D על ארבע תת-אוכלוסיות למעלה תמך בקיומו של צוואר בקבוק גנטי של אוכלוסיה במהלך הביות וברירה מלאכותית חזקה בדגי זהב.הגדלת המגוון הגנטי (π) מקרפיון צולב לדגי זהב מצויים בהמשך לדגי זהב וון ודגי זהב ביצים הצביעו על הצטברות משמעותית של וריאציות גנטיות במהלך הביות שלהם.50 אזורים גנומיים סלקטיביים המכסים 25.2 מגה-ביט ו-946 גנים זוהו מנתונים מייצגים (33 דגי זהב ו-16 שטויות צולבות).בהרחבת הניתוח ל-201 פרטים, 393 גנים הצביעו על אזורים של סריקה סלקטיבית הושלמה.גנים אלה נמצאו במגוון נמוך, אשר ככל הנראה תורמים לפנוטיפים הקשורים לתכונות ביות עיקריות בדגי זהב.
איור 3 ניתוח הקשור לביות בכל הגנום
GWAS על דגי זהב מבויתים
Dסנפיר הפה הוא תכונה מרכזית המבדילה בין דג זהב וון לדג זהב ביצה.GWAS של סנפיר הגב על 96 דגי זהב וון ו-87 דגי זהב של ביצה חשפו 378 גנים מועמדים המפוזרים על פני 13 כרומוזומים ונצפתה התפלגות לא אחידה של גנים אלו בין תת-גנומים.ניתוח פונקציונלי של גנים מועמדים אלה הדגיש תהליכים ביולוגיים כולל "אותות קולטן משטח התא", "הובלה טרנסממברנית", "פיתוח מערכת השלד" וכו'.
איור 4 GWAS של סנפיר הגב על דג זהב מבוית
Iב-GWAS של תכונות הקשורות לקנה מידה שקוף, זוהה שיא אסוציאציות חזק יחיד.גן המקודד לקולטן טירוזין-חלבון קינאז זוהה באחד מהאזורים המועמדים.
איור 5 GWAS של תכונות הקשורות לקנה מידה שקוף
התייחסות
Chen D et al.המקור האבולוציוני ותולדות הביות של דגי זהב (Carassius auratus).PNAS (2020)
חֲדָשׁוֹת שואפת לחלוק את המקרים המוצלחים האחרונים עם Biomarker Technologies, ללכוד הישגים מדעיים חדשים כמו גם טכניקות בולטות שיושמו במהלך המחקר.
זמן פרסום: ינואר-04-2022